Файл: Сорокин, Н. С. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 163
Скачиваний: 0
воздухом. В результате этого создается пограничный слой струи, который по течению непрерывно увеличивается. Таким образом, по ходу движения масса струи растет, а скорость ее убывает. Внутри струи в области 2 сохраняются ее начальные параметры истечения. Эту область называют ядром потока. Ядро постепенно размы вается и в некотором переходном сечении 3 исчезает. Участок 4 струи, заключенный между выходным и переходным сечениями,
называется начальным, а участок 5, |
следующий |
за |
переход |
|||
|
ным |
сечением,— основ |
||||
|
ным. Точку О пересечения |
|||||
|
внешних границ струи на |
|||||
|
зывают ее полюсом. |
|||||
|
Угол |
бокового |
расши |
|||
|
рения |
струи |
в |
начальном |
||
|
участке |
в некоторой сте |
||||
|
пени зависит |
от |
условий |
|||
|
истечения, т. е. от началь |
|||||
|
ной турбулентности струи |
|||||
|
и формы сопла. Исследо |
|||||
|
ваниями |
установлено, что |
||||
|
влияние |
условий |
истече |
|||
Рис. 49. Схема свободной турбулентной изо |
ния |
постепенно |
сглажи |
|||
термической струи |
вается и на основном уча |
|||||
|
стке боковой угол |
расши |
||||
рения струи, независимо от условий выхода (по Г. Н. Абрамовичу), составляет 12°25'.
На практике приходится преимущественно иметь дело с круг лыми струями, выходящими из патрубков круглого сечения, и с плоскими струями, выходящими из патрубков щелевидного се чения.
Из теории струй известно, что изменение осевой скорости ѵх
(см. рис. 49) круглой струи в основном участке |
подчинено закону |
|||
0*= - |
^ |
, |
(82) |
|
а плоской струи — |
|
|
|
|
const |
|
(83) |
||
Т |
Г |
’ |
||
|
||||
где X — расстояние от выходного до рассматриваемого сечений. Исходя из общих уравнений (82) и (83), в табл. 17 проведены
зависимости для нахождения параметров воздушных струй. Следует отметить, что данные табл. 17 приведены в безразмер
ном виде; при этом приняты следующие обозначения. Для струи круглого сечения
X |
X г = ÜIL |
D —JL |
|
Н £> ’ |
Х р |
|
АО |
|
где Яо— радиус круглого отверстия насадка.
108
|
|
Т а б л и ц а 17 |
Зависимости для нахождения параметров воздушной струи |
||
Безразмерная (относительная) |
Для струн круглого |
Для плоской |
величина |
ссченпя |
струн |
Начальный участок х < х„
|
|
|
(по данным проф- В . Н. Талнева) |
||||||
Длина участка * н |
....................... |
|
. |
|
12,4 |
|
|||
Полуширина |
ст р у и ............................ |
|
|
R = |
1 + |
0,14л: |
|||
Скорость |
на |
оси |
струи ѵх . |
. . |
|
_1 |
|
||
Средняя |
по |
площади скорость |
1 + 0 ,0 3 9 6 * + 0 ,0 0 2 7 8 *2 |
||||||
(1 + |
0,14*)"" |
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||
Объемный |
расход |
воздуха |
L |
. . |
1 + 0 ,0 3 9 6 * + |
0 ,0 0 2 7 8 + |
|||
Избыточная |
температура |
на |
оси |
|
|
|
|||
ДІ х ............................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средняя по |
расходу избыточная |
|
|
|
|||||
температура Д7с р ............................ |
|
|
1 + 0 ,0396-ѵ + |
0 ,00278JC- |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Основной участок * > * н |
||
|
|
(по данным проф. Г. Н. Абрамовича) |
||
Полуширина |
с т р у н ............................ |
R — 0 ,2 2 * |
||
Скорость |
на |
оси ѵх |
12,4 |
|
X |
||||
|
|
|
||
Средняя |
по |
площади скорость |
3, 2 |
|
^ ^ с р ......................................... |
|
|
X |
|
Объемный расход воздуха L . . |
0 ,1 5 5 * |
|||
Избыточная температура на оси |
9,24 |
|||
........................................................ |
||||
X |
||||
|
|
|
||
Средняя |
по |
расходу избыточная |
6 ,4 6 |
|
температура Д7с р |
||||
X |
||||
|
|
|
||
Боковой |
угол а ................................. |
12°25' |
||
14,4 6 = 1 + 0 , 1 5 1 *
1 + 0 ,0295*
1 + 0 , 1 5 1 *
1 + 0 ,0 2 9 5 *
1
1 + 0 ,0 2 9 5 *
b— 0 ,2 2 * 3 , 8
V T
1,71
V T
0 ,3 7 5 )/ *
3,27
V x
2 ,6 6
V T
12°25'
109
Для плоской струи
Л' |
X |
хп = -Ѵн |
|
|
|
|
|
bo ’ |
II о-|=-
где Ьо — полуширина щелевидного отверстия насадка. Принято также
_ Ѵх_ ѵх п0 ’
А\ =
Ѵср
О ЧІ <11<
Пер |
L —- — , |
||
По ’ |
|||
|
T-о |
||
А/Ср -II |
V < |
||
|
|
< |
|
где |
|
о0— скорость истечения струи в м/с; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
L — объемный |
расход |
воздуха |
в сечении х в м3/ч; |
|
|||||||||||
|
|
Lo — объемный |
расход |
воздуха |
при |
истечении в |
|
м3/ч; |
|||||||||
|
ЛД— избыточная температура |
воздуха на оси струи в °С; |
|||||||||||||||
|
А/'о — избыточная |
температура |
|
струи |
на |
выходе |
из |
на |
|||||||||
|
|
|
садка в °С; |
|
|
температура в |
струе |
(по |
рас |
||||||||
|
А7Ср — средняя |
избыточная |
|||||||||||||||
|
|
|
ходу) в °С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
При этом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
= |
^окр’ |
А/() " |
to |
^окр 1 |
“ |
^ср |
^оир’ |
|
|
|
||||
где |
|
tx — температура на оси струи в °С; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
t0— температура струи при истечении в °С; |
|
|
|
|
|||||||||||
|
^окр — температура |
окружающего |
воздуха |
в °С. |
|
|
|
||||||||||
Пример. Найти осевую н среднюю скорости в изотермической струе, выхо |
|||||||||||||||||
дящей |
из |
щелевидного отверстия шириной 6 = |
60 мм |
со скоростью |
и0 = 6 |
м/с |
|||||||||||
на расстоянии х'=3,0 м от выходного сечения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Сначала найдем _безразмерную длину начального участка, которая |
по |
дан |
|||||||||||||||
ным табл. |
17 |
равна |
зси = |
14,4, |
в Toj время |
как |
в |
нашем |
случае |
при полуширине |
|||||||
струн |
30 |
мм, |
или |
0,03 |
м, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 ,0 |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л: - - — :— |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
0,03 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Следовательно, |
сечение, |
заданное |
в примере, |
отстоящее |
на |
х = 1 0 0 |
от плоско |
||||||||||
сти выхода, находится в области основного участка и к нему можно применить
зависимости табл. 17 для этого участка. |
|
|
|
||||
Находим |
далее |
безразмерную |
осевую |
скорость |
|||
|
|
|
3 ,8 |
|
3= |
= |
0,38. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
V х |
V |
100 |
|
|
Отсюда |
осевая |
скорость будет |
равна |
|
|
||
|
|
ѵх = |
ѵхѵ0 = 0,3 8 -6 ,0 = |
|
2,28 м/с. |
||
Средняя |
безразмерная |
скорость |
будет |
равна |
|||
|
|
|
1,71 |
|
1,71 |
|
0,171. |
|
|
0ep= W |
|
10 |
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Следовательно, |
средняя |
скорость |
будет |
|
равна |
||
|
|
оСр = |
ѴсрЩ = |
0 , 1 7 1 - 6 = |
1,03 м/с. |
||
110
2. Измерение воздушных потоков
Рассмотрим наиболее распространенные приборы, служащие для измерения скорости и давления потоков воздуха.
А н е м о м е т р ы . Анемометрами называют приборы, которыми измеряется скорость движения воздуха.
Первый анемометр был сконструирован знаменитым русским ученым М. В. Ломоносовым.
Анемометры разделяются на крыльчатые и чашечные. Крыльчатый анемометр ручной типа АСО-3 (анемометр на
струнной оси) состоит из крыльчатки 1 (рис. 50) с плоскими ло патками, расположенными под углом к оси потока. Трубчатая ось вращается на натянутой стальной струне. Вращение от оси колеса посредством червячной передачи пере дается зубчатым колесам счетного механизма, поме щенного в корпус 2. По ци ферблату счетчика движутся стрелки, отмечая в метрах длину пути, пройденного воздушным потоком.
Шкала циферблата пред ставляет собой окружность, разделенную на 100 деле ний ценой 1 м. Кроме ос новной, имеются еще две малые окружности, на кото рые нанесены деления, со
ответствующие сотням и тысячам метров пути, пройденного воз душным потоком.
Крыльчатые анемометры используют для замеров небольших скоростей воздуха: от 0,3 до 5 м/с. При большей скорости возни кает опасность деформации лопаток под действием потока воздуха, влияющая на точность показаний прибора.
Чашечный анемометр (рис. 51). Анемометр состоит из колеса 1
вформе креста с четырьмя чашками в виде полусфер и корпуса 2,
вкотором находится счетный механизм с циферблатом.
При замерах ось колеса устанавливают перпендикулярно воз душному потоку; колесо вращается благодаря тому, что давление потока воздуха на вогнутую сторону чашки больше, чем на выпук лую. Чашечные анемометры имеют устойчивую форму лопастей в виде полусфер, поэтому их применяют для замера больших ско ростей— от 1,0 до 50 м/с.
Если ввести анемометр в поток воздуха, то его колесо будет вращаться тем сильнее, чем больше скорость потока. У чашечных
анемометров |
окружная |
скорость центра чашек равна примерно |
Ѵз скорости |
потока, так |
как здесь на вогнутую и выпуклую |