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

Впервые принцип максимального расхода был применен в 1845 г. Беланже для гидравлического расчета водосливов с широким порогом, частным случаем которых является центро­ бежная форсунка с длинным соплом. Согласно этому принци­ пу можно пренебречь влиянием радиального ускорения пото­ ка во входном и начальном участках сопла на расход жидко­ сти. Иными словами, принцип максимального расхода предпо­ лагает, что при отсутствии закручивания жидкости, т. е. ког­ да Rbx-И), коэффициент расхода форсунки близок к единице. Однако из гидравлики известно, что такое истечение возмож­ но лишь в том случае, если сопло спрофилировано по линиям тока жидкости [4, 162].

Поэтому в ряде работ при построении теории центробеж­ ной форсунки для идеальной жидкости вместсг принципа мак­ симального расхода применяют уравнения количества движе­ ния [122, 123, 141, 148]. Следует отметить, что значения коэф­ фициентов расхода, полученные в этих работах для А>2, практически полностью совпадают с'-данными Г. Н. Абрамо­ вича, а При А->-0 разница приближается к 100%, причем зна­ чения ц лежат в пределах 0,5у-0,6, против 1,0 у Г. Н. Абрамо­ вича. Такой коэффициент расхода имеет место в случае исте­ чения из отверстия в тонкой стенке или из короткого внутрен­ него насадка. Следовательно, при А = 0 теории на основе прин­ ципа максимального расхода и с использованием уравнении количества движения характеризуют крайние режимы истече­ ния жидкости из сопел и в этом отношении равноценны друг

ДРУГУНе отрицая правомерности новых направлений в теории

центробежных форсунок, отметим, что при точной постановке задачи использование уравнений количества движения связа­ но со значительными математическими трудностями. Поэтому приходится вводить упрощения, искажающие действительную картину течения жидкости.

Исходя из вышесказанного., целесообразно для первона­ чальной оценки геометрических показателей форсунок исполь­ зовать методику Г. Н. Абрамовича.

Теория центробежной форсунки для идеальной жидкости позволяет правильно представить качественную картину тече­ ния, однако для практических расчетов необходимо учитывать вязкость жидкости. Влияние сил трения приводит к уменьше­ нию момента количества движения потока жидкости но длине форсунки, при этом возрастает коэффициент расхода и убыва­ ет угол факела распыла, на что впервые было указано Л. А.

37

Клячко [77]. Очевидно, такой же результат можно получить, если уменьшать геометрическую характеристику А, что и бы­ ло использовано Л. А. Клячко при разработке теории центро­ бежной форсунки для реальной жидкости.

Л. А. Клячко получил зависимость для коэффициента рас­ хода такую же, как для идеальной жидкости, при условии, что вместо А вводится эквивалентная, геометрическая харак­ теристика вида

где X — коэффициент трения, определяемый из условий на вхо­ де в форсунку по формуле

здесь ReRX= UH

Иногда влияние трения на работу форсунки учитывают эмпирическим путем.

М. Дюма и Р. Ластер [173], изучавшие течение воды в центробежных форсунках 44 типоразмеров, предложили вмес­ то геометрической характеристики параметр

38

Эксперименты по распыливанию керосина различными цен­ тробежными форсунками [149] показали применимость для практических расчетов коэффициента расхода зависимостей (2.7) и (2.8). В то же время, опытные данные 3. И. Теллера и М. Я. Морошкина [29] существенно отличаются от результа­ тов, полученных в работах Г. Н. Абрамовича и Л. А. Кдячко.

Отсутствие достаточно надежных теоретических методов расчета коэффициента расхода центробежных форсунок и уг­ лов распыла, а также малая область применения известных эмпирических формул потребовало проведения дополнитель­

Установка состоит из испытательной камеры 1, стенки ко­ торой выполнены из органического стекла и имеют специаль­ ные окна для фотографирования и определения углов распы­ ла, мерных баков 2 и 3, центробежного насоса 4, коллектора 5, образцового манометра 6 и системы трубопроводов. В качест­ ве рабочей жидкости использовалась вода.

Определение производительности форсунок производилось объемным методом, для чего баки 2 и 3 были тщательно протарированы, а в качестве мерных стекол в них использовались стеклянные мензурки класса 1. Замеры проводились при опо­ рожнении баков, что исключало колебания уровня. Давление воды перед форсункой замерялось непосредственно в месте ее соединения с трубопроводом с помощью образцового маномет­ ра с ценой деления 0,025 кг/см2. Для демпфирования пульса­ цийвода к форсунке подавалась от коллектора большого объема с частичным редуцированием давления. Ось маномет­ ра была на одной высоте с осью форсунки. Производитель­ ность форсунок определяли при давлении 0,5; 1,0; J,5; 2,0 KzjcM2. На каждом режиме проводили не менее четырех заме-

S

39

Рис. 2. Схема экспериментальной установки для гидравличе­ ского испытания форсунок

ров, из которых принималось среднее значение производи­ тельности.

Определение корневого угла факела распыла осуществля­ лось двумя способами: путем фотографирования факела, ос­ вещенного сильным боковым светом, на фоне экрана из чер­ ного бархата, и путем проектирования факела на полупро­ зрачный экран при помощи сильно удаленного источника све­ та. При обработке полученных результатов установлено, что оба способа дают одинаковые значения углов распыла. Одна­ ко предпочтительнее второй метод, как менее трудоемкий.

Геометрические параметры исследованных форсунок и зна­ чения фактического коэффициента расхода р,ф, подсчитанные по формуле (2.Н), приведены в табл. 1. Общий вид испытан­ ных форсунок показан на рис. 3. Для характеристики типа форсунки приняты следующие обозначения: .первая цифра ука­ зывает номер корпуса, а последующие буквы — материал; из которого форсунка изготовлена (пл — плексиглас; ал — алю­ миний; ст —стекло; бр — бронза; кп — капрон, эб — эбонит; фр — фарфор).

40

ВАННЫХ ФОРСУНОК ОДНОСТОРОННЕГО РАСПЫЛЕНИЯ 6 Л ИЦ 3 1 КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ИССЛЕД1 ИСПЫТАНИИ

И РЕЗУЛЬТАТЫ

-

42