Реактивного сопротивления

Методы расчета тепло- и массообмена в контактных аппаратах, как правило, основаны на использовании коэффициентов переноса, отнесенных к площади поверхности контакта и объему реактивного пространства, коэффициентов эффективности и полезного действия, безразмерных комплексов, включающих произведение коэффициентов переноса на площадь поверхности контакта. Каждая группа методов характеризуется своими особенностями, но все они основаны на эмпирических, в том числе критериальных уравнениях. При этом числа подобия получены из общих уравнений движения, сплошности, теплопроводности и диффузии, выведенных для бесконечно малого объема среды, отражающих элементарный акт переноса, но не учитывающих в должной мере тепло- и массообмена в аппарате в целом.

Определяющими факторами интенсификации процессов тепло-и массообмена в аппаратах являются высокая относительная скорость газа и жидкости; развитая поверхность контакта; высокая дисперсность и масса сред в реактивном пространстве; равномерность распределения скоростей, дисперсности и массы газа и жидкости в объеме реактивного пространства; достаточное время контакта сред; противоточный характер взаимного движения контактирующих сред.

жидкости в аппарате [16]. Образуемая в аппаратах пена играет двоякую роль. С одной стороны, она позволяет увеличить поверхность контакта и, до известного предела, скорость газа в аппарате, что способствует интенсификации тепло- и массообмена. С другой стороны, наличие пены сковывает подвижность отдельных мелких частиц жидкости (на этом и основана ее роль гасителя брызгоуноса) и ограничивает скорость газа условиями выноса пены из аппарата (превышение скорости газа приводит к выносу пены из аппарата, что недопустимо). Это снижает интенсивность процесса тепло- и массообмена. Увеличения относительной скорости можно достичь с помощью искусственного поля тяготения, например поля центробежных сил, увеличивающего вес жидкости. В отличие от других контактных аппаратов в пенных невозможно в полной мере использовать искусственно созданные поля тяготения в объеме реактивного пространства, так как сил поверхностного натяжения жидкости может быть недостаточно для формирования пленок, составляющих своеобразный силовой каркас пены. Под действием многократно возросшего веса жидкости, находящейся в пене, в искусственном поле тяготения ее силовой каркас разрушится и пена будет погашена, что препятствует дальнейшей интенсификации процессов тепло- и массообмена в пенных аппаратах указанным способом.

Рассмотренные контактные аппараты — пенные, с орошаемой насадкой, камеры орошения — объединяет одно общее свойство. Относительная скорость газа и жидкости в реактивном пространстве определяется, в основном, естественным полем сил тяжести. Исключение составляют отдельные локальные зоны, в том числе зоны выхода струи из форсунки, отверстий газонаправляющей решетки, входных патрубков и др. В этих зонах скорость газа (жидкости) превышает среднюю относительную скорость, что создает условия для локальной интенсификации процессов тепло- и массообмена. Полному использованию объема реактивного пространства при повышенной относительной скорости препятствует малая напряженность поля сил тяжести. Таким образом, в рассмотренных контактных аппаратах интенсификация процессов тепло- и массообмена в реактивном пространстве имеет определенный предел, увеличить который можно, применяя искусственные поля тяготения, например поля центробежных сил, которые дают возможность резко увеличить относительную скорость газа и жидкости равномерно во всем объеме реактивного пространства аппарата или слоя взаимодействующих сред.

каналов (круглые отверстия или щелевидные сопла), поддержи-' вает вращательное движение жидкости и пересекает кольцевой слой, диспергируя жидкость на мелкие частицы, образующие развитую поверхность контакта. Продолжая взаимодействовать со слоем, газ движется во внутренней полости реактивного пространства, вращаясь, вдоль оси теплообменного элемента к его устью — навстречу стекающей жидкости — и удаляется через газоотводящий патрубок. Имеют место зоны прямоточного, перекрестного, вихревого движения сред при их общем противотоке (рис. 1-5). На начальном участке входа газа в кольцевой слой характерной является тангенциальная скорость газа t/r, отнесенная к суммарной площади сечения сопел (каналов) газа fc.r = пс.г?6г.с. Она может достигать околозвуковой. На этом участке наблюдается прямоток. Внутри кольцевого слоя характерной является радиальная скорость wr, с которой газ пересекает этот слой, отнесенная к площади сечения слоя /сл, равной внутренней поверхности решетки fp =» пОлЬ. На этом участке имеет место преимущественно перекрестный ток. Скорость WT достигает 20 м/с. Вследствие вихревого движения газ многократно пересекает кольцевой слой, двигаясь к устью теплообменного элемента. Характерной осевой скоростью w0 может служить скорость, отнесенная к площади сечения газо-

скорости газа выше критической устойчивая работа аппарата нарушается. На прозрачной модели визуальные наблюдения показали, что по мере увеличения скорости газа происходит постепенное набухание вращающегося кольцевого слоя в зоне выхода газа из реактивного пространства (в устье аппарата) и образование волн, с гребней которых начинают отрываться отдельные капли. Дальнейшее повышение скорости газа приводит к интенсивному капельному уносу, накоплению жидкости в устье аппарата, периодическим ее выбросам в газоотводящий патрубок и провалам в сливную камеру, т. е. к режиму захлебывания. Уменьшение тангенциальной скорости жидкости иж приводит к сниже-

Показателями интенсивности тепло- и массообмена могут служить теплонапряженность сечения реактивного пространства Qf= = Q/fnp> теплонапряженность объема реактивного пространства

Результаты расчета представлены в табл. 1-2. Их анализ показывает, что ЦТА имеет лучшие по сравнению с другими показатели по интенсивности и глубине процессов теплообмена, особенно при больших нагрузках. Так, теплонапряженность объема реактивного пространства ЦТА на 1—2 порядка выше, чем у других аппаратов. Этим и определяется его область применения: тепло- и массообмен при больших нагрузках и температурах

Иногда при расчете процессов тепло- и массообмена, например, в контактных аппаратах кондиционирования воздуха, используют разности t — ^ж, d — (1Ж [26]. Эти разности имеют ту особенность, что они могут менять свой знак в одном и том же процессе тепло-и массообмена. Например, разность d — dm меняет знак при нагреве воды от температуры ниже точки росы начального состояния воздуха до температуры, которая меньше начальной температуры воздуха по смоченному термометру, но больше температуры точки росы. Это осложняет расчет, так как возникает необходимость в разделении реактивного пространства аппарата на отдельные участки и т. д. В то же время разности dM— d и ta — /ж никогда не меняют знака и ими удобно пользоваться в расчетах. Другие разности, dM — dx и t — tM, тоже не меняют знака, но при определении dx необходимо учитывать дополнительные условия (влияние скачка влагосодержания, изменение температуры в пограничном слое жидкости и др.), а температура газа t не определяет его энтальпии. Разделение же и взаимоувязка теплообмена по явной и скрытой теплоте делается обычно при упрощающих предпосылках об отсутствии указанного сложного распределения потенциалов в пограничном слое, что в конечном итоге приводит к эмпирическим формулам и узким диапазонам их применения. Поэтому рекомендуется использование разностей dM — d, t^ — tx.

Члены в правой части представляют собой равнодействующие сил, соответственно объемных, давления и трения. Так как для реактивного пространства контактных аппаратов характерным является не только поле сил тяжести, в котором при вынужденном течении газа можно было бы пренебречь равнодействующими объемных сил и сил давления, но и поле центробежных или других сил, то указанные составляющие должны быть в общем случае учтены. Однако уравнение движения отличается от рассмотренных ранее уравнений диффузии и теплопроводности не только этим. Так, для него не является очевидным свойство, аналогичное равенству (по модулю) градиентов парциальных давлений компонентов в уравнении диффузии. Поэтому субстанциональная производная вектора скорости в левой части уравнения движения не претерпевает каких-либо изменений, кроме исключения локальной составляющей, так как рассматриваем стационарные процессы в аппаратах:

Рис. 2-1. Распределение расчетных температур жидкости, газа и концентраций пара в контактном аппарате (противоток): а — на входе газа в реактивное пространство; б — на выходе газа из реактивного пространства

токами в магнитное поле, которые регистрируются прибором 4 и отображаются на цифровом табло 5. Обычно метод вихревых токов базируется на расчете параметров индукционной катушки — ее активного и реактивного сопротивления. При этом рассматривается закон, по которому изменяется сопротивления катушки при выявлении дефектов изделия. Например, трещины влияют на полное сопротивлении катушки как уменьшение электропроводности.

КОМПЕНСИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА в электрической системе - электроустановки, предназначенные для компенсации реактивных параметров электрич. сети (напр., индуктивного сопротивления ЛЭП перем. тока) и реактивной мощности, потребляемой в системе. В качестве К.у. применяют, напр., батареи конденсаторов электрических, включённых последовательно для снижения их реактивного сопротивления (продольная компенсация) или параллельно для компенсации реактивной (индуктивной мощности) потребителей электрич. энергии (поперечная компенсация). К.у. увеличивают пропускную способность ЛЭП и улучшают технико-экономич. показатели работы электрич. системы. КОМПИЛЯТОР (лат. compilator, букв.-похититель) - программа ЭВМ, предназнач. для перевода описания программы с к.-л. языка программирования на машинный язык (с сохранением общей логич. структуры программы). Полностью откомпилированная программа работает намного быстрее программы, к-рая транслировалась в машинные коды строка за строкой. , ;

КОМПЕНСИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА—1) К. у. в электрической системе предназначены для компенсации реактивных параметров сетей, напр, индуктивного электрич. сопротивления ЛЭП перем. тока и реактивной мощности, потребляемой нагрузками и элементами электрич. системы. В качестве К. у. в электрич. сетях используются батареи конденсаторов электрических, включаемые последовательно — для снижения реактивного сопротивления или параллельно — для компенсации реактивной (индуктивной) мощности потребителей, а также т. н. шунтирующие реакторы и син-

лампы регулируется значение реактивного сопротивления. Р. л. применяется в устройствах подстройки частоты маломощных генераторов, для получения ЧМ колебаний и др.

токами в магнитное поле, которые регистрируются прибором 4 и отображаются на цифровом табло 5. Обычно метод вихревых токов базируется на расчете параметров индукционной катушки — ее активного и реактивного сопротивления. При этом рассматривается закон, по которому изменяется сопротивления катушки при выявлении дефектов изделия. Например, трещины влияют на полное сопротивлении катушки как уменьшение электропроводности.

Резонансная частота /р соответствует условию исчезновения реактивного сопротивления, т. е. в данном случае Zn = 0. Здесь пьезоэлектрическая нагрузка становится как бы индуктивностью, компенсирующей емкость пьезопластины как конденсатора. Из выражения (1.65) с учетом того, что 1 — /р//а мало и что tg (0,5я/р//а) ж 2/ [я (1 — /р//а)], находим

Принцип действия применяемых индукционных датчиков основан на изменении реактивного сопротивления катушки с железным сердечником. При этом изменение реактивного сопротивле-

В индуктивных тензометрах используется изменение реактивного сопротивления катушки от действия деформации. Различают индуктивные тензометры с поперечным перемещением якоря, в котором изменяется зазор в магнитопроводе, тензометры с продольным перемещением якоря, при котором изменяется объем сердечника в полости катушки и тензометры с переменной магнитной проницаемостью. На рис. 40 представлен индуктивный тензометр с поперечным перемещением якоря, в котором перемещения подвижной призмы через рычаг 4 передаются ферромагнитной мембране 1, расположенной между сердечниками 2 двух катушек 3. Индуктивные тензометры с поперечным перемещением якоря применяют для измерения деформаций с использованием малых баз (1—10 мм). Чувствительность таких тензометров составляет 3—б тыс. еод. Конструкция индуктивного тензометра с продольным перемещением якоря приведена на рис. 41, Подвиж» нал призма через рычаг и тягу передает перемещение якорю, который может перемещаться внутри двух катушек. Перемещение сердечника внутри кату-

Полное магнитное сопротивление пустого индуктора с любой формой поперечного сечения легко определяется из выражения для его реактивного сопротивления

. циентом изменения внутреннего реактивного сопротивления.1

Рис. 12-3. График функции Q для вычисления внутреннего реактивного сопротивления пластины