Аэродинамических сопротивлений

Моделирование аэродинамических процессов и конвективного теплообмена . . 161

МОДЕЛИРОВАНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА

В котельной установке происходит много различных тепловых, гидродинамических и аэродинамических процессов, ход которых необходимо регулировать и контролировать. В связи с этим каждую котельную установку оборудуют различными регулирующими устройствами (регулятор температуры перегрева пара А5, направляющие аппараты дымососов и вентиляторов и др.), запорными и предохранительными устройствами (вентили и задвижки на трубопроводах, газовые шиберы, предохранительные клапаны и др.), а также контрольно-измерительными приборами. Наряду с этим котельную установку оснащают системой автоматического регулирования происходящих в ней процессов, что обеспечивает их более точное и быстрое регулирование по сравнению с ручным регулированием и приводит к повышению экономичности работы установки.

Примерами моделирования различных явлений на моделях той же физической природы могут служить явления в моделях гидротехнических сооружений, моделях фильтрационных пористых систем для исследования закономерностей массопереноса, моделирование аэродинамических процессов на моделях самолетов в аэродинамических трубах, моделирования газоходов парогенераторов, моделирование работы турбинных лопаток в подвижных газовых средах, в том числе химически активных, и т. д.

Обычно при исследовании аэродинамических процессов не делают различия между аксиальными и тангенциальными циклонными камерами. Вместе с тем имеется существенное различие в организации процесса в них, заключающееся в распределенном вводе вторичного воздуха по всей длине в тангенциальной камере и в подаче первичного воздуха через горелку в аксиальной камере. Поэтому в соответствии с последовательностью эксперимента вопросы как аэродинамики, так и горения топлива будут рассмотрены раздельно применительно к каждому типу камер, а затем обобщены. При этом будут подробно проанализированы лишь наиболее характерные случаи работы топок.

6. К а л и ш е в с к и и Л. Л., Исследование аэродинамических процессов в циклонной топке при горении, сб. МВТУ, вып. 59, Машгиз 1955.

Наивысшим уровнем громкости обладают звуки в области частот 500—6 000 гц. Этот диапазон частот соответствует человеческой речи, вследствие чего шумы в этом диапазоне частот оказывают самое неприятное воздействие на человеческое ухо и затрудняют слышимость голоса. Звуковые волны в тяго-дутьевых устройствах возникают в результате периодических аэродинамических процессов, всегда сопровождающих установившуюся работу вентилятора. Колебания скорости и давления в потоке, протекающем через вентилятор, служат причиной аэродинамического шума; механические колебания элементов конструкции — причиной механического шума.

8.1.3.2. Подсистема моделирования теплоаэродинамических процессов «АСОНИКА-Т»

Подсистема «АСОНИКА-Т», структура которой показана на рис.26, состоит из следующих основных компонентов: интегрированной среды проектирования (ИСП), набора графических препроцессоров - программ графического ввода (ПГВв), математического ядра, набора графических постпроцессоров - программ графического вывода (ПГВыв), а также набора программных интерфейсов (И). Интегрированная среда позволяет: осуществлять настройку подсистемы; производить запуск проблемных программ подсистемы (ПГВв, ядра по анализу аэродинамических процессов, ядра по анализу стационарных и нестационарных тепловых процессов, ПГВыв); выполнять при помощи интерфейсов процедуры по обмену информацией с другими проблемными подсистемами системы «АСОНИКА» и другими САПРами (PCAD, ACCEL, MicroSim). Основным назначением ИСП является создание среды проектирования для конструктора РЭС.

• набор блоков, позволяющих в автоматическом режиме формировать модели тепловых и аэродинамических процессов различных конструкций РЭС на основе информации, содержащейся в ФФОК и получаемой;

• блок формирования результатов анализа математических моделей теплоаэродинамических процессов для последующего просмотра результатов при помощи набора ПГВыв и для функционирования интерфейсов.

аэродинамических и тепловых процессов в блоке кассетной конструкции: а - геометрическая модель блока; б - результаты моделирования аэродинамических процессов; в — результаты моделирования тепловых процессов

Дифференциальное уравнение поперечных колебаний для элемента стержня с учетом линеаризованного внутреннего и внешнего аэродинамических сопротивлений принимаем в виде

рукции горелки котла П-50 и других котлов. Так, раздающий газовый коллектор отнесен далеко от стенки котла, расположен перед коробом вторичного воздуха и крепится на коробе первичного воздуха. Подвод газа к коллектору от магистрали производится одним штуцером, при этом выбранные скорости и соотношения аэродинамических сопротивлений коллектора и раздаТощих трубок обеспечивают необходимую равномерность раздачи газа по трубкам. Раздающие газовые трубки значительно длиннее, чем в го-

Как следует из (27), коэффициент неравномерности раздачи газа Аг зависит от отношения аэродинамических сопротивлений коллектора ч раздающих трубок, при этом неравномерность раздачи газа тем меньше, чем меньше <р, т. е. чем относительно больше сопротивление раздающих трубок по отношению к сопротивлению коллектора.

Подогрев воздуха ускоряет воспламенение низкосортных и влажных топлив, улучшает процесс горения, увеличивает температурный напор по газоходам котла, снижает до минимума потери тепла с уходящими газами. С другой стороны, повышение температуры воздуха сопровождается утяжелением котлоагрегата, возрастанием капитальных затрат, габаритов котла и аэродинамических сопротивлений.

Мероприятием, снижающим удельный расход электроэнергии на циркуляцию сушильных газов, является использование эжекторов. При этом (рис. 4-7) через вентилятор проходит не весь циркулирующий газ, а только часть его. Эта часть газа выходит через сопла, расставленные в рабочем пространстве сушилки, со скоростью 25—40 м/сек. Вытекающая с такой скоростью струя захватывает в циркуляционный поток рабочую среду в сушилке, что увеличивает скорость прохождения газов около материала. Кратность эжекции или количество засосанного в рабочую среду газа по отношению к вытекающему из сопел достигает 3—5 в зависимости от аэродинамических сопротивлений по контуру циркуляции, что и приводит, с одной стороны, к интенсификации сушки, а с другой — к экономии электроэнергии на 1 кг испаренной влаги.

Особенностью аэродинамики брызгальных градирен является то, что основная область тепло- и массоотдачи в них формируется капельным потоком, имеющим меньшие значения аэродинамических сопротивлений, чем имеют их известные пленочные оросительные устройства башенных градирен. Сравним наиболее распространенный ороситель, выполненный из асбесто-цементных щитов с расстоянием в свету между листами 25 мм, и капельный поток с крупностью капель 4 мм в диаметре. Плотность орошения в обоих случаях одинакова и равна 7м3/(м2-ч). Коэффициент аэродинамического сопротивления асбестоцемент-ных листов составляет 2,6; для капельного потока этот коэффициент равен 0,24. Следовательно, при сохранении всех элементов башенной градирни замена пленочного оросителя брыз-гальной системой приводит к резкому изменению аэродинамики градирни, к росту неравномерности скоростного поля и, в конечном счете, сказывается на полноте использования охлаждающей способности воздушного потока. Эффективное использование брызгальной системы возможно при определенном изменении конструктивных элементов башенных градирен.

Аэродинамические исследования перечисленных вариантов брызгальных градирен были проведены во ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева на специальном стенде. Масштаб модели 1 : 50 натурной величины башни определялся из условия работы конструкции в автомодельной области. Условия кинематического подобия достигались при использовании имитирующих устройств, выполненных на модели структурно сходными с натурными элементами градирни. Коэффициенты аэродинамического сопротивления капельного потока при поперечной схеме движения воздуха были приняты по данным Л. Г. Акуловой. На модели капельный поток имитировался рядами спиц, расположение которых на щите принято из условия получения коэффициента сопротивления на один погонный метр при плотности орошения в башне 8,0 м3/(м2-ч), равного 0,33, и в тамбуре при q = 4 м3/(м2-ч), равного 0,22. Коэффициент сопротивления капельного потока факелов разбрызгивания принят равным 1,0 на один погонный метр. Сопротивление выполнено из нескольких рядов сеток. Коэффициент сопротивления водоуловителя принят равным пяти. Сопротивление имитировалось на модели также рядами сеток. Так как для всей системы аэродинамических сопротивлений рассчитать числа Рейнольдса весьма сложно, -для каждого из элементов модели подбор сопротивления осуществлялся индивидуально на специальной установке. Работа установки в автомодельной области оценивалась опытным путем. Этот метод исследований аэродинамики градирен позволил получить общее аэродинамическое сопротивление градирен в зависимости от изменения конструкций отдельных элементов.

Анализ большого числа работ по исследованию водоулови-телей градирен показывает, что в настоящее время эта проблема в значительной мере решена, поскольку унос воды из градирен, оборудованных современными водоуловителями, при скоростях воздуха от 1,0 до 2,5 м/с, плотностях орошения до 10 м3/(м2-ч) и несколько выше измеряется сотыми и даже тысячными долями процента. Иногда на выходе из водоулавливающих устройств градирен не отмечалось никакого уноса [24]. Однако высокая эффективность водоуловителей связана с повышенными значениями их аэродинамических сопротивлений, т. е. при оценке использования в проектах градирен той

Недавно Р. С. Бернштейном, В. В. Померанцевым и С. Л. Шагаловой {Л. 727] выдвинут был так 'называемый обобщенный метод расчета аэродинамических сопротивлений загруженных сечений. Авторы исходят из «струй-чатости» потока в пучке и слое зернистого материала и принимают, что главным явлением, определяющим сопротивление движению потока в слое (загруженном сечении) , являются периодическое сужение струи при проходе через участок сечения, тде имеется наибольшее сближение частиц, и последующее ее расширение.

Пропускная способность горелки и топочной камеры, определяющая производительность топочного устройства, зависит от аэродинамических сопротивлений, возникающих по пути потока, и напора, создаваемого тяго-дутьевой системой. Суммарное сопротивление топочного устройства применяется в качестве одной из сравнительных характеристик и выражается либо числом потерянных скоростных напоров, либо отношением теряемого напора к полному напору системы.

Регенераторы с неподвижной насадкой отличаются от регенераторов с подвижной насадкой меньшим износом поверхностей нагрева, меньшими потерями нагреваемой среды и расходами энергии на преодоление аэродинамических сопротивлений, отсутствием механизмов и приводов к ним для перемещения насадки; способностью обеспечить реверсирование факела в рабочем пространстве печи; пригодностью для подогрева газового топлива. Относительными недостатками первых являются громоздкость насадки из-за меньших в 6—8 раз коэффициентов теплопередачи и меньшей в 3—5 раз насыщенности объема поверхностями нагрева и понижающаяся на 10—15 % и более температура нагреваемой среды за цикл.

Рекомендуем ознакомиться:

Аэродинамики проточной

Адсорбция поверхностно

Адсорбционных процессов

Адсорбционного понижения

Адсорбцию органических

Агрегатах работающих

Агрегатных состояниях

Агрегатов электростанций

Агрегатов источников

Агрегатов определяют

Меню:

Главная страница Термины