Файл: Тарабанов, М. Г. Тепло- и массоперенос в камерах орошения кондиционеров с форсунками распыления учебное пособие.pdf

ток заключается в накоплении твердых взвешенных частиц в объеме камеры закручивания.

Этот способ не исключает полностью засорения форсунок, однако позволяет в несколько раз увеличить время их работы и сократить число чисток камер орошения, что дает большой экономический эффект.

Теоретические предпосылки этого способа борьбы с засоре­ нием форсунок могут быть представлены следующим образом/ В камере закручивания форсунки взвешенная частица нахо­ дится иод действием двух сил: осевой, направленной к соп­ лу, и тангенциальной. Однако на участке стока в сопло про­ исходит. разложение тангенциальной составляющей и в ре­ зультате возникает продольная сила, направленная навстречу осевой. Меняя геометрию форсунки, можно создать такие ус­ ловия, что при любой ориентации взвешенной частицы в по­ токе продольная сила будет превышать осевую, и частица не сможет подойти к соплу, а будет вращаться в камере закру­ чивания в течение всего времени работы форсунки. Нетрудно заметить, что для создания требуемых условий следует при­ менять форсунки с большим значением геометрической ха­ рактеристики. Например, в форсунке 4пл1—4,9 пластилино­ вые шарики уже йе движутся к соплу, а время пребывания в камере закручивания тяжелых плоских частиц увеличивает­ ся до 10 минут и алюминиевых — до 1 минуты. В форсунке Зпл1—5,1 движутся к соплу только пластинки из алюминия, причем время их пребывания в камере возрастает до 54-10 минут, а в форсунке 6пл1—4,9 все частицы совершают только вращательное движение в пределах камеры закручивания. Следовательно, для накопления взвешенных частиц необходи­ мо применять форсунки с геометрической характеристикой порядка А= 44-8, 'при этом рекомендуемые значения А зави­ сят от плотности частиц, их формы и размеров. В частности, для сферических частиц требуемые значения А меньше, чем для плоских, а с уменьшением плотности частиц геометриче­ ская характеристика должна быть больше. Практически для камер орошения кондиционеров следует применять форсунки

возрастает с увеличением диаметра сопла и камеры закручи­ вания и с уменьшением диаметра тангенциального канала'. Выше уже отмечалось, чтопри увеличении диаметра сопла уменьшается поверхность тепло- и массопереноса и ухудшает­ ся эффективность камеры орошения. По этим причинам ис-

,66

Т а б л и ц а 5

Как следует из ряда экспериментальных работ, при оди­ наковых размерах (rBX; RK; гс ) и давлении двухсторонние форсунки (геометрические параметры которых приведены в табл. 5) по сравнению с односторонними имеют несколько большую производительность и угол факела распыла (рис. 19). Увеличение расхода зависит от геометрической ха­ рактеристики форсунки и составляет всего 2-ь2,5%. Наблюде­ ния на прозрачных форсунках показали, что такое незначи­ тельное изменение расхода объясняется увеличением пример­ но в два раза диаметра воздушного вихря при двухстороннем распылении и, .следовательно, уменьшением толщины пленки жидкости на выходе из сопла. Обнаруженный эффект имеет важное практическое значение: форсунки двухстороннего рас­ пыления обеспечивают более тонкий распыл жидкости. Ана­ логичный результат можно получить при увеличении геомет­ рической характеристики форсунки. Это позволяет с физи­

с удвоенной геометрической характеристикой. Если такое предположение верно, то расчетную геометрическую харак­ теристику двухсторонней форсунки можно представить сле­ дующим образом:

где Api—расчетная геометрическая характеристика односто­ ронней форсунки, определяемая по формуле (2.19).

Расчетные значения коэффициентов расхода, полученные с помощью АР2, отличаются от фактических не более, чем на 8% (ри,с. 20). Производительность двухсторонних форсунок определяется по формуле (2.11) с учетом удвоенной площади сопла. Используя расчетную геометрическую характеристику Ар2, можно обобщить опытные данные и по определению уг­ ла факела распыла (рис. 21), причем аналитическая зависи­ мость 2a<f>=f(A) имеет такой же вид, .что и (2.27), но вместо

АР 1 используется характеристика Ар2. Интересно отметить, что отклонения экспериментальных точек от теоретической кривой на рис. 20 почти в точности идентичны тем, которые наблюдаются для односторонних форсунок (рис. 7). Это еще раз косвенно подтверждает правильность перехода от Ар2 к Apr

71

Рис. 20. Зависимость рФ от Ар2 для форсунок .двухстороннего. распыления

Рис. 21. Зависимость угла факела распыла двухсторонней фор­ сунки от расчетной геометрической характеристики:

О *- опыты авторов; — по формуле 2.27

Для выяснения изменения производительности двухсто­ ронней форсунки при закрытии одного сопла был проведен следующий опыт. В первом случае, заглушка устанавлива­ лась в .месте перехода от ка!меры закручивания к стоку в соп­ ло, т. е. 'внутренняя геометрия ,в этом случае точно соответ­ ствовала геометрии односторонней'*форсунки. Во втором слу-

72

чае заглушалось .непосредственно само-сопло, тем самым по­ лучалась односторонняя форсунка с увеличенным объемом камеры закручивания и с задней стенкой в форме полусфе­ ры. Оказалось, что производительность форсунки в обоих слу­ чаях определяется только геометрической характеристикой > А р1 и практически не зависит от способа*закрытия сопла.

В табл. 6' на прирере форсунки 7,пл2, оснащенной распы­ лителями используемыми для односторонних форсунок, по­ казано влияние, формы стока .в сопло на гидравлические ха­ рактеристики. Как -отсюда видно, результаты идентичны тем, которые наблюдаются при испытании односторонней форсун­ ки 7пл1.

Поскольку форсунки двухстороннего распыления имеют большую геометрическую характеристику, то они должны быть .меньше подвержены засорению. Действительно, напри­ мер, в форсунке 2пл2—5,1 к соплу движутся только алюми­ ниевые пластинки, а в форсунке Зпл2—6,1 «все частицы вра* щатотея в камере закручивания и не'подходят к соплу. Уста­ новлено, что в объеме камеры закручивания двухсторонних форсунок можно накапливать до 4—(6 пластинок размером 5X10 мм>причем производительность и угол факела распы­ ла в этом улучае почти не изменяются [147].

При вращении в камере закруйивания частицы ‘подверга­ ются значительному механическому воздействию. На рис. 22 показана фотография пластинок из алюминия толщиной 1 мм до и после вращения в камере закручивания в течение одно­ го часа. Как видно, поперечные размеры пластинок резко уменьшились и они приняли овальную форму. Следователь­ но, частицы с небольшой механической прочностью (ржав­ чина, различного рода налеты) будут просто разрушаться в камере закручивания.

73

&