Инерционного возбудителя

Если в запыленный газовый поток поместить препятствие в виде, например, сферической капли, то характер обтекания этого тела газом будет отличаться от траектории движения частиц пыли определенного размера. Очень тонкие пылинки двигаются практически по одной траектории с молекулами газа, т. е. по так называемым линиям тока. Более крупные частицы, обладающие соответственно и большей инерцией, не следуют линиям тока, смещаются по отношению к ним и, стремясь сохранить прежнюю траекторию движения, могут столкнуться с каплей и осесть на ее поверхности или проникнуть внутрь капли. Величина' этого смещения определяется инерционным пробегом частиц. Такое осаждение частиц пыли на капле принято называть инерционным. Его эффективность характеризуется коэффициентом инерционного осаждения э, представляющим собой отношение поперечного сечения (вдали от препятствия) S\ трубки тока, образованной крайними (предельными) траекториями центра тяжести пылинок, двигаясь по которым пылинка не пересекает тело, а только касается его, к ми-делеву сечению тела 5М:

Чтобы вычислить коэффициент инерционного осаждения пылинок на шаре, необходимо определить теоретически или экспериментально траекторию их движения. При теоретическом определении траектории пылинки используют дифференциальное уравнение ее движения в векторной форме, которое в системе координат, связанной с обтекаемым шаром, может быть записано по Л. М. Левину [Л. 4] в виде

На рис. 1-3 приведены зависимости коэффициента инерционного осаждения пылинок на шаре, полученные теоретическим расчетом и экспериментально. Результаты расчетов, выполненных Фонда и Херном [Л. 7] при помощи специально сконструированного для этой цели механического интегратора, представлены кривыми 2 и / для двух предельных случаев: вязкого и потенциального обтекания шара.

Н. А. Фукс показал, что уменьшение э в результате влияния пограничного слоя составляет приблизительно от 1,4 Re^2 до [2.1Re^2 [Л. 1]. Таким образом, при потенциальном обтекании, т. е. при Reu больше критического, коэффициент инерционного осаждения зависит как от критерия St, так и от критерия Reu.

При теоретическом вычислении коэффициента инерционного осаждения пылинка рассматривается как математическая точка. Следовательно, такое допущение применимо, строго говоря, лишь для достаточно малых значений отношения d/D. Если этим отношением пренебрегать нельзя, то коэффициент осаждения будет несколько больше за счет так называемого эффекта зацепления, рассмотренного впервые Н. А. Фуксом [Л. 1]. Сущность этого эффекта заключается в том, что на поверхности обтекаемого тела могут осаждаться (зацепляться) пылинки, траектории центра тяжести которых отстоят от поверхности шара на расстоянии d/2. Для малых значений отношения d/D и при потенциальном обтекании шара увеличение коэффициента осаждения за счет эффекта зацепления, теоретически вычисленное Н. А. Фуксом, составляет:

В литературе отсутствуют экспериментальные данные, подтверждающие влияние эффекта зацепления на коэффициент инерционного осаждения, и в расчетах пылеулавливания этот фактор, как правило, не учитывают. Теоретически такое влияние можно ожидать лишь при условии, что наличие пылинок и капель в потоке не влияет на движение газов и на движение каждой из частиц и что при любом столкновении пылинки с каплей происходит улавливание пылинки.

Эту автомодельность процесса улавливания золы по отношению к критерию St» можно объяснить следующим образом. Определим значения критерия Стокса и соответствующих коэффициентов инерционного осаждения для исследованных установок с трубами Вентури. Для этого можно было бы воспользоваться условным комплексом, принятым в качестве критерия Стокса [формула (2-4) J. Однако вычисленные таким путем значения критерия Стокса были бы, строго говоря, непредставительными в связи с существенным влиянием принятых в этой формуле допущений, о чем уже было сказано. Поэтому для сопоставления с методикой [Л. 20] критерий Стокса в области горловины вычислялся в виде

Значения критерия Стокса и коэффициента инерционного осаждения

В табл. 2-3 представлены значения критерия Стокса, вычисленные по формуле (2-6), и коэффициента инерционного осаждения, взятого по кривой / рис. 1-3, при двух характерных скоростях газов в трубе Вентури — 60 и 80 м/с, для частиц золы размером от 2 до 10 мкм. Следует иметь в виду, что при таком размере частиц их скорость практически равна скорости газового потока.

Результаты расчетов показывают, что в области горловины критерий Стокса заметно влияет на вероятность инерционного осаждения и, следовательно, на эффективность улавливания золы в установке с трубой Вентури лишь для частиц размером от 0 до 2 мкм. Для частиц же размером 3 мкм и более критерий Стокса не является определяющим фактором в процессе их улавливания, поскольку коэффициент инерционного осаждения становится больше 0,8.

Из этого уравнения следует, что степень очистки газов от золы в трубе Вентури должна возрастать с увеличением удельного расхода воды на орошение q, коэффициента инерционного осаждения частиц золы на каплях э, «скоростного» члена —-----— , длины трубы L и

главы, характеризуется наличием инерционного возбудителя, позволяющего суммировать синусоидальные нагрузки с соотношением частот 2 : 1; 3 : 1 и 3 : 2 при испытаниях на изгиб, кручение или изгиб совместно с кручением.

Рис. 78. Схема бигармонического инерционного возбудителя.

зубчатые колеса 3 и 4 и гибкие стержни 6 валикам четырех неуравновешенных грузов 8 и 9. Эти валики установлены в корпусе инерционного возбудителя 10 на подшипниках, смазка к которым подводится под давлением. Вследствие малой жесткости стержней 6 возбудитель 1может совершать угловые колебания относительно своей продольной оси.

Очевидно, что конструктивные элементы машин на рис. 5 соответствуют элементам динамической схемы машины на рис. 6, в. Переменная сила инерционного возбудителя в обеих машинах приложена к инерционным грузам 2 резонаторов, т. е. к пц.

Относя силы трения kB к свойствам источника энергии, характеристику инерционного возбудителя можем преобразовать к виду

Генерирование субгармоники облегчается тем, что сила тяжести Mnpg придает характеристике несимметричность, а само решение в области со = 2соу имеет характерные особенности параметрических колебаний, теоретическое и экспериментальное исследования такого резонанса описаны в [28]. Интегрирование (47) — (50) выполняется совместно с уравнениями источника энергии — электромагнита или инерционного возбудителя [4, 7, 12, 28]. Имеются аналогичные решения для системы с упругими ограничителями и упругим шатуном [11, 26].

Например, элементом инерционного возбудителя, воспринимающим силу, является вал ротора. Если колебания этого вала известны, то по уравнению можно вычислить угловую скорость двигателя.

Например, для инерционного возбудителя уравнения (25), (26) составляются следующим образом. Пусть колебательная система находится в положении статического равновесия Введем неподвижную декартову систему Oxyz так, чтобы оси Ох, Оу лежали в плоскости вращения ротора, а начало 0 — на оси вращения; в остальном ориентация осей безразлична. Тогда

Векторы
Уравнения (26) и (29) вместе с соотношениями (30) описывают взаимодействие инерционного возбудителя с линейной колебательной системой произвольного вида. Для одномассной системы вектор v имеет одну компоненту х; v1 = 1, ?j = х, 2 = О, и указанные уравнения переходят в (8).

Чтобы исследовать взаимодействие инерционного возбудителя с какой-либо другой колебательной системой, следует найти для нее величины йц, фцИ т. д. как функции Q и внести их в (32) — (34) Эти величины можно определить и для колебательных систем с распределенными параметрами, так что полученными выше соотношениями можно пользоваться, когда возбуждаются вибрации балки, пластины, оболочки, строительных конструкций и т. п.