Файл: Циклонная плавка. (Теоретические основы, технология и аппаратурное оформление).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 242
Скачиваний: 0
Коэффициент гидравлического сопротивления, отнесенный к входу,
|
2АРп |
(3.36) |
|
tv* |
|
|
|
|
где ДРпол =ДР, |
ст . вы х (динамический напор на выходе |
|
отнесен к потерям).
Как видно из рисунка 59, с увеличе нием параметра 2 /вх , как и с уменьшением
Йд |
£вх |
увеличивается [8, 11]. Увели- |
|
— , |
|||
4 |
X |
|
сопровождается снижением ве- |
чение |
-=г |
|
|
|
Ь'ц |
|
|
личины £вх . Таким образом, коэффициент сопротивления, отнесенный к входу, свое образно отражает величину потерь в циклонной камере: с ростом потерь вели чина ёвх уменьшается. Большим значе ниям £вх отвечают циклонные камеры, более совершенные в аэродинамическом отношении, которое определяется коэффи циентом сохранения крутки е. Это объяс няется зависимостью статического дав ления на стенке камеры, а следовательно, и связанного с ним давления на срезе входного сопла от уровня вращательных скоростей в циклоне [13]
pV* |
-R |
^ ? с т |
ц |
5 |
W |
/5 |
20 % |
Рис. 59. |
Зависимость |
коэф |
|
фициента гидравлического со противления циклонной ка меры от 2/вх/-?д и d/D.
„dд
2 —~ = 0,3; 2 — 0,4; 3 — 0,5.
•Оц
(3.37)
Ri
Из сказанного следует, что снижение скорости вращения газового потока в циклоне (вызвано ли оно шероховатостью стенок, загрузкой твердой взвеси в поток, введением в поток измерительного прибора или тепловоспринимающей поверхности) снижает коэффициент гид равлического сопротивления по входу. Любое уменьшение этой вели чины для геометрически подобных камер свидетельствует об ухудше нии работы циклона как устройства, использующего вращающийся ло ток. Такая закономерность находится в противоречии с установивши мися традициями. Коэффициент гидравлического сопротивления обычных циклонов-пылеуловителей определяется по уравнению
6= ■1--Рпол . |
(3.38) |
JLof2
2 , К 2 С Р
149
Этот коэффициент под названием приведенного коэффициента гидрав лического сопротивления | прив используется в работах [10, 29, 30].
Из таблиц, приведенных в них, следует, что величина £прив находится
сід |
L |
в обратной зависимости от параметров -=г- и |
-у-. |
•‘■'ц |
Ц |
В таком виде коэффициент £ позволяет судить, какая конструкция входа обеспечивает меньшие потери крутки, отражает расход энергии на подачу воздуха и не противоречит обычным представлениям, что меньшие потери соответствуют меньшему значению £прив. Однако для циклонных аппаратов падение £прив не всегда характеризует улучше ние их работы. Так, например, камера с полностью открытым выходом при аксиальном вводе большого количества воздуха и явно расстроен ной аэродинамике отличается малым значением £прив [13].
Для определения гидравлического сопротивления циклонных ка мер авторами работы [17, 31] была предложена эмпирическая зави симость, учитывающая, по мнению авторов, влияние неизотермичности потока и геометрических факторов. Эта зависимость, однако, не является универсальной, так как она не позволяет оценить гидравли ческое сопротивление горячей камеры по результатам холодных про дувок. Коэффициент гидравлического сопротивления, отражающий затраты энергии на создание вращающегося потока, был предложен авторами работы [32]
-- |
ДРи |
(3.39) |
|
||
|
— рУ2 |
|
|
2 г |
«ртах |
Структура этого коэффициента представляется рациональной, однако данные о его связи с геометрическими параметрами камеры в литературе отсутствуют.
Многочисленными экспериментами отчетливо показано, что дви жение газов в циклоне практически автомодельно относительно Re и зависит от соотношения основных геометрических размеров камеры, а также от параметров состояния газа, находящегося в ее объеме. По этому более плодотворным для определения зависимости коэффициен та сопротивления циклонной камеры следует признать метод, основан ный на теории подобия. С помощью интегральных аналогов, приме ненных к уравнениям движения идеальной жидкости, установлены критериальные зависимости, конкретизированные затем эксперимен тами [12]. В результате обобщения последних получены формулы,
150
Л Рполff |
|
|
а |
|
|
^ а8хпалн |
Чср)ь |
|
|
|
% |
i ß |
|
|
|
■ Л |
|
|
|
|
|
|
|
8х поли ~ 0,65 ( ' f z)(fü{r) |
|
W b |
А |
||
|
& |
||||
|
|
|
|
• А / |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
А |
У |
|
|
|
У |
' |
|
|
|
О |
ь |
|
|
|
|
' |
|
о |
|
|
|
â / |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
A ß к о u°
о•
.
Л
Г |
I |
(Шъ0 |
ЛѴ‘ |
___ L |
iß 80 |
9,0 |
|
Iß |
20 .3,0 4,0 5,0 ßO |
||
Рис. 60. Зависимость Еивх. пол (а) и Ѵ,,т /Ѵ„х (б) от геометрии циклонной
камеры. 1 — модель А; 2 — модель В, гладкие стенки; 3 — модель В, шероховатые стенки; 4 — модель С; 5 — опыты Б. П. Устименко; 6 — опыты Е. А. Нахапетян.
характеризующие величину сопротивления циклонных камер в зави симости от соотношения их геометрических размеров и параметров потока,
|
Ей,В Ы Х . П О Л |
‘Ch-Cr Cb, |
(3.40) |
|
'•f(рѵr |
Z С р )' В Ы Х |
|
где |
Cd; Ch и Cf— коэффициенты, учитывающие влияние геометри |
||
|
ческих параметров; |
|
|
Cs— -г- • 10 3— 1— коэффициент, отражающий влияние шерохова
тости стенок.
Для значения Ей, отнесенного к входу циклонной камеры,
Еивык.пол = — j n™ (*— |
) ZEuBbIx.пол . |
(3.41) |
і^ВЫХ |
|
|
Трафики, представленные на рисунке 60, а, иллюстрируют хоро |
||
шую достоверность зависимостей (3.40, |
3.41), отражающих |
большой |
экспериментальный материал с изменением в широких пределах
основных геометрических параметров камер. |
находится |
Как указывалось, уровень вращательных скоростей |
|
Е прямой зависимости от потенциальной энергии потока |
на входе |
в циклон. Поэтому из уравнения (3.40) может быть получено выраже ние
|
F |
y Cd-CirCr C~ 0,75, |
(3.42) |
У р т а х У в |
У |
позволяющее найти максимальное значение тангенциальной состав ляющей скорости. Уравнение хорошо согласуется с опытом (рис. 60, б).
ОСОБЕННОСТИ АЭРОДИНАМИКИ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ПОТОКА
При сжигании жидкого топлива циклонный поток можно считать однофазным, так как тонко распыленные капли топлива, попавшие во вращающийся огневой вихрь, почти мгновенно испаряются, не ока зывая заметного воздействия на движение газов [34]. Влияние же неизотермичности, возникающей в результате сжигания топлива, су щественно зависит от места и способа его подачи в камеру. Как извест но, жидкое топливо может подаваться в циклонную камеру нескольки ми способами: аксиально (центробежная форсунка размещается
152
