Лопаточными завихрителями

Аксиально-лопаточный завихритель создает широкие возможности формирования скоростных полей на входе в канал, отличающихся степенью закрутки потока и характером изменения вращательной скорости по радиусу.Поэтому в экспериментальном плане наиболее подробно изучены потоки, закрученные с помощью аксиально-лопаточных завихрителей. Основные параметры исследованных завихрителей с d = 2R = 80 мм приведены в табл. 1.1.

Для аксиально-лопаточных завихрителей, спрофилированных по закону (1.2), величина Ф*,,.. „определяется формулой [7]

В силу упрощающих предпосылок, использованных при выводе формул для Федз,. г, действительные значения параметра закрутки на входе в канал Ф*вх отличаются от рассчитанных по приведенным выше формулам. Так для аксиально-лопаточных завихрителей, параметры которых даны в табл. 1.1, величи-ны ф*вх г и ф*вх пРеДставлены в табл. 1.2.

Длину XH, на которой происходит вырождение закрученного течения, можно определить из анализа зависимости коэффициента гидравлического сопротивления на единицу длины трубы, касательного напряжения трения или универсального профиля суммарной скорости потока по длине трубы. Опытное определение величины JCjj для лопаточных завихрителей (см. табл. 1.1) показало, что вышеуказанные способы определения х^ дают близкие результаты (в пределах 20%) . Обобщение результатов этих опытов при Red = (0,5...1,5) « 10s для всех завихрителей позволило найти

Для всех исследованных завихрителей оказалось, что км > 1. В работе [ 33] этот коэффициент находился экстраполяцией опытных данных по величине М, полученных при х > 3,25, до х = 0. Для аксиально-лопаточных завихрителей при различном числе плоских лопаток, расположенных, с перекрытием, и различных углах их установки (Л^вх.г = 0,45...8,4) найдено км= 1,04.

Интересной особенностью аксиально-лопаточных завихрителей является формирование приосевого положительного течения вследствие образования торцевых перетечек около поверхности центрального тела завихрителя. В работе [ 44] кольцеобразная зона обратных течений, являющаяся косвенным подтверждением торцевых перетечек, наблюдалась по всей длине канала длиной 9,25 диаметра. В исследованиях авторов также подтверждена возможность формирования кольцеобразных зон обратного течения после завихрителя с профилированными лопатками. Эта область регистрировалась различными авторами при умеренной

На рис. 2.10 представлены радиальные профили осевой и вращательной скоростей закрученного потока в цилиндрическом канале, полученные при различных геометрических характеристиках лопаточных завихрителей для

Результаты обобщения опытных данных представлены на рис. 2.14...2.18. На этих же рисунках приведены обобщающие зависимости, полученные в разд. 2.4 для лопаточных завихрителей и четырехлопастной вертушки^ установленной на входе в трубу при течении воды.

В настоящем параграфе представлены результаты определения интегральных характеристик закрученного потока по экспериментам в трубе длиной 150 диаметров при течении воздуха [58]. Основные параметры лопаточных завихрителей указаны в табл. 1.1. Для обобщения привлечены опытные данные других авторов; в этом случае интегральные характеристики определялись численным интегрированием полей скоростей, представленных в этих работах.

Экспериментальное исследование микроструктуры закрученного потока при диафрагмировании канала также выполнено в трубе с диаметром 80 мм и длиной 14 калибров при течении воздуха с использованием аксиально-лопаточных завихрителей с центральным телом (см. табл."1.1). В качестве выходной диафрагмы использовался осесимметричный конический конфузор. Его относительный диаметр dK = dK/d изменялся от 0,5 до ОД.

Количественные закономерности для гидравлического сопротивления получены опытным путем только для аксиально-лопаточных завихрителей, геометрические характеристики которых приведены в табл. 1.1. Опыты проведены при Eed =5- 104...5° 10s.

Закрутка вторичного воздуха осуществляется улиточными или лопаточными завихрителями тангенциального или аксиального 10 типа. Каждая горелка соединена элементом 7 с топкой.

Закрутка вторичного воздуха осуществляется улиточными или лопаточными завихрителями тангенциального или аксиального 10 типа. Каждая горелка соединена элементом 7 с топкой.

На рис. 7.18 изображена кольцевая камера сгорания турбовинтового двигателя, мощность которого Ne = 2750 кВт. Внутренний кожух камеры служит тоннелем вала турбины. В передней стенке пламенной трубы расположено 10 конических головок (диффузоров) с лопаточными завихрителями, в центре которых установлены односопловые центробежные форсунки. Для лучшего смешения вторичного воздуха с продуктами сгорания в задней части пламенной трубы расположены сопла-смесители.

Анализ структуры и особенностей развития закрученного течения, выполненный в этой главе, основан на фундаментальном опытном исследовании полей скоростей и давлений в цилиндрическом канале, в условиях начальной закрутки потока аксиально-лопаточными завихрителями. Скоростные характеристики потока измерялись термоанемометрической аппаратурой, давление — миниатюрными трехканальными пневмометрическими зондами. Координатное измерительное устройство имело две степени свободы, точность радиального перемещения датчиков составляла 0,01...0,02 мм. Измерительные сечения находились на расстояниях 1, 4, 7,10, 20, 40, 60, 80, 100,120 и 145 диаметров от источника закрутки. Исследовалось воздушное изотермическое течение при Red = 5° 10* ...1,5* 105.

Экспериментальное исследование турбулентных характеристик выполнено при изотермическом течении воздуха в непроницаемой трубе диаметром 80 мм и длиной 150 калибров [ 58, 72 ]. Начальная закрутка осуществлялась аксиально-лопаточными завихрителями с центральным телом. Их основные параметры приведены в табл. 1.1. Число Рейнольдса изменялось от 5° 104 до 1,5° 10 .

Изменение коэффициента трения по координате х, найденное с помощью формулы (6.4) на основе экспериментального исследования потоков, в которых закрутка осуществлялась аксиально-лопаточными завихрителями, показано на рис. 6.2. Как видно из рисунка, коэффициент трения изменяется вдоль канала по кривой с максимумом, что объясняется более быстрым уменьшением скоростного напора (pw)\ чем поверхностного трения в области интенсивной закрутки (начальные сечения). С ростом

Из анализа уравнения (9.4) следует, что для определения коэффициента теплоотдачи по длине трубы необходимо знать изменение интенсивности закрутки потока Ф» и числа Re^ вдоль канала. Следовательно, динамическая и тепловая задачи в данном случае должны решаться совместно. Для квазийзотермичес-ких условий.закономерности трансформации Ф* и Re^ по длине трубы могут рассчитываться по уравнениям, полученным в гл. 2. В настоящее время в литературе опубликованы отдельные результаты, посвященные изучению локальной теплоотдачи при начальной закрутке лопаточными завихрителями [50]. Однако, их практическая ценность в значительной степени снижается, вследствие двух основных причин.

Из рис. 9.11 следует, что при закрутке потока лопаточными завихрителями увеличение скорости потока вблизи стенки не может объяснить общий уровень интенсификации теплообмена.

Рис. 9.12. Зависимость б — H при закрутке потока аксиально-лопаточными завихрителями с п — 3

Наблюдения за потоком показывают, что он является не точно цилиндрическим, а скорее спиральным, но отклонение от цилиндричности невелико и им можно пренебречь. Обсчет экспериментальных данных показывает, что полная безразмерная энергия в следе за лопатками, т. е. в кольце площадью n(R2 -r2Q), в основном постоянна и изменяется только в пограничном слое вблизи стенки и внутри внутренней цилиндрической границы радиусом г0 (рис. 2.6). Такой результат подтверждает возможность использования для определения поля скоростей в следе за лопаточными завихрителями уравнения Громеко-Лэмба (1.13) для винтового потока идеальной жидкости. Внутри же цилиндра радиусом г0, т. е. в следе за отверстием, поток нельзя рассматривать как поток идеальной жидкости, так как в этом случае в ней вообще не будет вращения, которое создается только трением на цилиндрической поверхности радиусом г0.

Вихревые пылеугольные горелки выполняются на ЗиО однопоточными и двухпоточными по вторичному воздуху. Крутка вторичного воздуха в этих горелках осуществляется, как правило, тангенциальными лопаточными зави-хрителями с неподвижными или поворотными лопатками, а также осевыми лопаточными завихрителями и за счет улиточного подвода.

Рекомендуем ознакомиться:

Ленинградское производственно

Ленинградского университета

Ленинград гатчинская

Ленточные пластинчатые

Ленточными конвейерами

Ленточное шлифование

Ленточного транспортера

Лезвийным инструментом

Ликвидации последствий

Меню:

Главная страница Термины