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

3.Гидродинамические условия тепло- и массообмена

вкамерах орошения. Поверхность переноса

Приведенные расчетные зависимости можно попользовать для определения суммарной поверхности переноса и анализа гидродинамических условий тепло- и массообмена >в форсу­ ночных камерах. Однако решение данных зависимостей воз­ можно лишь три известных начальных условиях истечения жидкости из форсунки, скорости воздуха и диаметра капель. Принято использовать так называемый средний диаметр ка­ пель [90, 97].

Следует отметить, что существует множество методов ус­ реднения размеров частиц иди капель [7], однако рекомен­ дации по выбору того или иного из них практически отсутст­ вуют. Наиболее обоснованным является метод усреднения «об определяющему свойству». В то же время ряд авторов [8] не считают возможным усреднять размеры частиц, так как это приводит к значительным ошибкам при расчетах те­ пловых и гидродинамических процессов. Такое положение обусловлено тем, что при расчетах теплообменных аппаратов необходимо учитывать сразу несколько «определяющих свойств», например, суммарную поверхность капель и сред­ нюю скорость их нагрева. При этом средний диаметр, рас­ считанный по одному определенному свойству, будет в каж­ дом случае различным. Поэтому целесообразно вести расчет отдельно для нескольких групп капель. Чаще всего разбива­ ют на следующие пять групп диаметров: 1,0; 0,5; 0,2; 0,1 и 0,05 мм. В некоторых (Случаях 4йогут использоваться и другие значения диаметров капель.

В камерах орошения давление жидкости перед форсунка­ ми и скорость воздуха изменяются в' широких пределах. Сле­ довательно, число возможных вариантов при практическом решении задачи о кинематике движения капель очень велико,- Здесь же рассмотрим на конкретных примерах методику ре­ шения задачи при начальных условиях, наиболее характер­ ных для форсуночных камер, проанализируем полученные результаты.

(В качестве известных величин для расчета берем следую­ щие:

а) скорость воздуха в камере — Vb= 2,5 м/сек; б) угол факела распыла — аф/2 = 350;

в) давление воды перед форсункой — Hw=l,5 кг/см2;

.96

г) -направление факела распыла 1противоточное и прямо­ точное.

Расчетные схемы для решения задачи приведены • 'на рис. 24.

Зная давление воды перед форсункой, можно из уравне­ ния Бернулли определить скорость истечения жидкости, кото­ рая с учетам коэффициента скорости pv= 0,88 будет ра-в-йа V0 =15,2 м/сек. Теперь нетрудно вычислить и недостающие начальные условия: Vx0=12,5 м/сек; Vyo=8,72 м/сек. Тогда относительная скорость капель и ее 1напра1вление будут соот­ ветственно для встречного и попутного направлений факела равны: и Хо=Т5,0 м/сек, (3=450°; Uxo=40 м/сек, (5 = 41°.

Практическое использование уравнений (3.43) и (3.44) усложняется тем, что скорость капли или критерий Рейнольд­ са выражены в них в ,неявной форме. Поэтому для некоторых

Определим траектории капель при встречном направлении факела распыла и потока воздуха. В ^том случае, ,в соответ­ ствии с расчетной схемой, можно определить начальные зна­ чения критерия Рейнольдса (при т=0) для каждой группы капель при их движении относительно осей X и У:

Rexo(l,0) =4000; Reyo(l,0) =58.1; Rex0(0,5) =■ 500; ReyQ-(0,5) =291; Rexo (0,2) = 200; Rey0(0,2) = 116; . Rexo(0,l)= 100; Reyo(0,4)= 58; Rexo(0,05) = 50; Reyo(0,05) =29.

При вычислении критерия Рейнольдса значение кинемати­ ческой вязкости воздуха принято для-.темпера-туры 20° С.

Теперь воспользуемся табл. 8 и вычислим отрезки -време­ ни, соответствующие заданному относительному изменению числа Рейнольдса или скорости капли. Так как путь являет­ ся размерной -величиной, перейдем от -критерия гомо-хронно- сти к размерному времени в сек. Полученные резуП^та-ты представлены в табл. 9.