Файл: Дмитриев Ю.Я. Гидравлические импульсные струи на лесосплаве.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.08.2024

Просмотров: 69

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

эксперименты проводились при отсутствии скоростей течения жид­ кости. Пульсирующий поток создавался импульсным гидравличе­ ским ускорителем с механическим отсекателем. Ускоритель уста­ навливался в головном устройстве криволинейного коридора, представлявшем (в плане) водное пространство, ограниченное на­ правляющими бонами под углом 45° к оси потока и плоским поддо­ ном. Расстояние ускорителя от входного отверстия крнволиней-

Рис. 37. Схема экспериментальной установки для исследования пульсирую­ щих потоков в криволинейном коридоре

ного коридора I менялось в ходе проведения экспериментов. Кри­ волинейный коридор представлял собой призматическое русло с прямоугольным поперечным сечением, ограниченное криволиней­ ными твердыми стенками и плоским поддоном. Кривизна боковых стенок была выполнена по форме ‘Д дуги эллипса. Такая форма криволинейных коридоров была признана наиболее рациональ­ ной в результате экспериментальных исследований со стационар­ ными струями, приведенными в лаборатории гидравлики МПИ им. М. Горького в 1970 г.

В исследованиях рассматривались три формы криволинейных коридоров с геометрическими размерами, указанными в табл. 23.

Прямолинейный коридор был выполнен из твердых деревянных стенок длиной 3 м и шириной 0,4 м. В зоне выхода пульсирующего потока был установлен поддон.

88

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

23

Д лина

внут­

Д лина осевой

Д лина внеш ней

Ш ирина входного

Ш ирина выходного

рен н ей

стенки ,

линии , с м

стенки , с м

отверсти я, с м

отверсти я,

с м

с м

 

 

 

 

 

94

118

142

53

20

86

118

150

53

36

77

118

159

53

• 53

>

Глубина подтопления поддона. головного устройства, криволи­ нейного и прямолинейного коридоров была установлена одина­ ковой, равной 6 см (в натуре 1,2 м). Такая глубина подтопления поддона обеспечивала продвижение лесоматериалов по коридору как молевым способом, так. и отдельными сплоточными едини­ цами.

Стационарный поток в прямолинейном коридоре создавался батарейным ускорителем, обеспечивающим равномерный по ши­

рине коридора установившийся поток

жидкости

со скоростью

0,16 м/сек (в' натуре 0,72 м/сек) .

импульсным

ускорителем

Пульсирующий поток создавался

при истечении импульсных струй из конически сходящихся насад­ ков с выходным отверстием диаметром 5, 10 и 20 мм.

Начальные условия пульсирующих потоков:

Д и ам етр насадка , с м

• П одтопление н а­

са д к а , с м

 

0,5

2 с І й

1,0

й.

ю о

2,0

d o

Н апор в н асад ке , с м 1 я„, м / с е к

50;

75;

100;

130

4,69;

5,06;

 

 

 

 

5,45;

6,02

50;

75;

100;

130

2,50;

3,02;

 

20;

50

 

3,24;

3,40

 

 

1,33;

1,80

В процессе экспериментов определялось оптимальное расстоя­ ние ускорителя от входного створа криволинейного коридора, при котором в коридоре устанавливался пульсирующий поток, равно­ мерный по ширине и длине его, без водоворотов. Для этого были , выбраны следующие длины отстояния ускорителя' от входного

створа: 20, 40, 60-и 80 см.

Измерение поверхностных скоростей потока производилось специально сконструированной по методике А. А. Труфанова труб­ кой Пито—Прандтля. С ее помощью измерялись максимальные скорости потока, для чего трубка была протарирована в пульси­ рующем потоке с известными максимальными скоростями тече­ ния жидкости. Для исследования скоростного режима потока кри­ волинейный и прямолинейный коридоры были разбиты на девять створов, в каждом из них скорости измерялись в пяти точках по ширине створа (см. рис. 37).

89

Впроводимых экспериментах предусматривалось:

1.Определение оптимальных начальных параметров, при которых достигается пульсирующий поток в криволинейном коридоре, равномерный по его ширине и длине, без водоворотов.

2. Изучение скоростного поля потока в криволинейном коридоре

и на выходе из него.

3.Установление транзитной части потока и исследование зако­ номерности изменения его скоростного режима.

ПЛОСКАЯ КАРТИНА ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ПОТОКА

Пульсирующий поток в криволинейном коридоре встречает со­ противление боковых стенок и поддона. Вследствие этого энергия потока расходуется на преодоление гидравлического сопротивле­ ния от взаимодействия с ограничивающими поверхностями кори­ дора, изменение конфигурации потока и возникновение продоль­ ной и поперечной турбулентности, образование водоворотных зон. Кроме того, энергия потока расходуется на сообщение массам жидкости потока скорости поступательного движения и ряд дру­ гих явлений, сопровождающих пульсирующий поток.

Плановая картина потока (см. рис. 37) характеризуется на­ личием двух водоворотных зон: водоворотная зона у внутренней выпуклой ограничивающей стенки коридора (левый борт) и водо­ воротная зона у внешней вогнутой ограничивающей стенки кори­ дора (правый борт).

Расположение водоворотных зон в коридоре и их геометриче­ ские размеры зависят от величины диаметра струеобразующего насадка {do), начальной скорости истечения импульсной струи (поср), отстояния ускорителя от криволинейного коридора (/), формы и геометрических размеров коридора {Во и В) (табл. 24).

В криволинейном коридоре с шириной выходного створа 20 см водоворотные зоны у левого борта лежат между первым и чет­ вертым створами, в коридоре с шириной выходного створа 35 см — между первым и шестым створами и в коридоре с шириной выход­ ного створа 53 см — между первым и седьмым створами.

В коридоре В = 20 см зоны водоворотов наиболее вытянутые и имеют небольшую ширину. С увеличением ширины выходного створа водоворотные зоны увеличиваются по длине с постепенным увеличением ширины и достигают 2/з ширины выходного створа коридора.

У правого борта водоворотные зоны для всех рассматриваемых случаев лежат между первым и третьим створами. С увеличением ширины выходного створа их длина почти не изменяется, а ши­ рина водоворотных зон уменьшается.

При всех прочих равных условиях геометрические размеры во­ доворотных зон уменьшаются с увеличением отстояния ускорителя от входного створа криволинейного коридора и начальной скоро­ сти импульсной струи, увеличиваются с увеличением диаметра струеобразующего насадка.

90

Т а б л и ц а 24

ы та

da, ММ

оп

 

№

 

1

. 5

2

5

4

5

410

510

610

720

820

95

105

И5

1220

13 10

 

 

К оридор

 

иО е р 1

 

 

 

1, см

м/сек

 

см

В,

см

 

В„,

4,59

53

 

2 0

2 0

 

 

 

 

40

 

 

 

 

60

5,06

53

 

20

20

 

 

 

 

40

 

 

 

 

60

5,46

54

 

20

20

 

 

 

 

40

 

 

 

 

60

2,50

53

 

20

20

 

 

 

 

40

 

 

 

 

60

3,02

53

 

20

20

 

 

 

 

40

 

 

 

 

60

3,24

53

 

20

20

 

 

 

 

40

 

 

 

 

60

1,33

53

 

20

20

 

 

 

 

40

 

 

 

 

60

В одоворотны е зоны

левы й борт

.правый б орт

(створы )

(створы )

Г— IV

I— II

11

— IV.

l —i I

І І І - І Ѵ

I— 11

I —IV

I— 11

I—IV

I— и

II — IV

I— и

I— IV

I—i n

І - І 1 1

- I— 11

II — IV

i - i i

I—IV

I— II-

I— III

I— II

II—III

I— II

I— IV

I— 11

I— 111

I—II

II— 111

I— II

I— IV

I—I и

II —III

I— и

Нет

водовс ротных зон

I - I V

I— III

II — IV

I— 11

II — III

I - I I

1,80

53

20

20

1 — IV

I—

111

 

 

 

40

II— III

I - I I

 

 

 

60

Нет водовс ротных зон

4,59

53

35

20

I - V

I— 111

 

 

 

40

I - V

І - Ш

 

 

 

60

I I - V

I - I I

5,06

53

35

20

I - V

I— III

 

 

 

40

I I - V

I— III

 

 

 

60

II—V

1— 11

5,46

- 53

35

20

I - V

I—III

 

 

 

40

I I - V

I - I I

 

 

 

60

II —IV

II

 

2,50

53

35

20

I - V I

I—III

 

 

 

40

I - V I

I - I I

 

 

 

60

I - V

I - I I

' 3,02

53

35

20

I - V

I - I I

 

 

 

40

I I - V

I - I I

 

 

 

60

III—V

I

 

91

№опыта

d„, м м

 

1410

1520

1620

175

185

195

2010

2110

2210

2310

чѵ

24 20

25 20

 

 

 

 

 

П р о д о л ж е н и е

 

Коридор

 

 

Водоворотпые зоны

ѵ О ср>

 

 

 

1, СМ

 

 

м / с е к

Во, СМ

 

 

 

левый борт

правый борт

 

В ,

с м

 

 

 

(створы)

(створы)

3,24

53

 

35

20

І - Ѵ І

I—11

 

 

 

 

40

1 — IV

I

 

 

 

 

60

Нет водовсфОТНЫХ ЗОН

1,33

53

 

35

20

І - Ѵ І

I - I I I

 

-

 

 

40

І - Ѵ І

I— 111

 

 

 

 

60

II—V

I— II

1,80

53 '

 

35

20

І - Ѵ І

I— II

 

 

 

 

40

11—V

I

 

 

 

 

60

Нет водовсфОТНЫХ ЗОН

4,59

53

 

53

20

 

 

 

 

40

 

 

 

 

60

5,06

53

 

53

20

 

 

 

 

40

 

 

 

 

60

5,46

53

 

53

20

 

 

 

 

40

 

 

 

 

60

2,50

53

 

53

' 20

 

 

 

 

40

 

 

 

 

60

3,02

53

'

53

20

 

 

'

 

40

 

 

 

 

60

3,24

53

 

53

20

 

 

 

 

40

 

 

 

 

60

4,40

53

 

53

20

 

 

 

 

40

 

 

 

 

60

I - V

I - I I I

I - V

I - I I I

I— IV

I— II

I - V I

I - I I I

I - V

I - I I I

I - V

I— II

I - V I

I - I I I

I - V

I— II

I— IV

I— II

I - V I

I - I I I

I - V I

I - I I I

I - V

I— II

I - V I

I - I I I

I - V

I— II

I—IV

I— 11 ,

I - V I

I - I I I

I - V

I— II

I I - V

I— II

1 - V I

I - I I I

II—IV

II

Нет водовс ротных зон

1,33

53

53

20

I—VII

I— II

 

 

 

40

I - V

I— II

 

 

 

60

II —IV

II

1,80

53

53

20

I—VII

I— 11

 

 

 

40.

I - V

I— 11

 

 

 

60

III—V

II

.92

Смотрите также файлы