Процессы в камерах сгорания ГТД Лефевр А. (1014188), страница 90
Текст из файла (страница 90)
Влияние температуры и давления воздуха показано на.рис. 10.39 и 10.40 (керосин и вода). Из этих результатов следует, что для форсунок с предварительным созданием пленки жидкости Рзз пропорционален плотности воздуха в степени — 0,7. Для этих форсунок Р„ увеличивается с ростом их размера согласно зависимости .Рз, 1."4, Влияние основных параметров на средний размер капель маловязких жидкостей отражено в табл. 10.6. Условия проведения различных экспериментов сведены в табл. 10.7. Анализ экспериментальных данных Параметр Показате.чь степени — 1,0...
— 1,2 — 06... — 07 0 ... 0,25 0,5 ... 0,6 0,85 ... 1,0 0,4 ... 0,5 Скорость воздуха Плотность воздуха Плотность жидкости Поверхностное натяжение Величина 1 + т !пт.„, Линейный размер Различные формулы, предложенные для определения величины среднего размера капель в случае пневматических форсунок с предварительным созданием пленки, имеют важные общие черты. Так, из табл. 10.6 видно, что показатель степени скорости изменяется только от — 1,0 до — 1,2. Показатель степени давления изменяется в более широком диапазоне — от — 0,5 до — 1,О, однако величина — 1,0 в работе [31] получена при некотором изменении скорости и отношения расходов.
Если учесть эти обстоятельства, то показатель степени уменьшится до — 0,7 (рис. 10.40). В экспериментальном исследовании [107] получена зависимость Р„от давления Р..., в степени — 0,6. Следовательно, можно принять, что этот показатель изменяется в диапазоне от — 0,6 до — 0,7. Согласно данным, показанным на рис.
10.37, с увеличением плотности жидкости .Рзв несколько возрастает. Все экспериментальные данные о влиянии поверхностного натяжения согласуются между собой и дают показатели степени в диапазоне от 0,5 до 0,6. Интересно также отметить, что, за исключением экспериментов [58], показатель степени величины (1+ + т [т„,х) изменяется лишь от 0,85 до 1,0 (см. табл. 10.6), а из табл. 10.4 следует, что показатель степени у величины размера форсунки изменяется между 0,4 и 0,5. Таким образом, для пневматических форсунок с предварительным созданием пленки в случае маловязких жидкостей значения показателей степеней находятся в указанных ниже диапазонах: Глава 10 454 Свойства жвдкоств Использованные жкдкоств Ткн форсунка )ьж' )е кг))ьос) о, зкг/«в р, кг)ы з 2,77 — 73,5 784 — 1000 1,0 — 1,29 С предварительным созданием пленки жидко- сти Вода, керосин 24 — 73 784 — 2180 1,0-1,20 26 — 73 780 — 1500 1,0 — 44 Специальные растворы Вода, керосин, специальные растворы Тяжелые фракции нефти Вода, керосин Вода, керосин, дизельное топливо Вода, керосин, специальные растворы Различные топлива 27 — 74 784 — 1000 1,0 — 86 1,0 — 1,29 1,0 — 4 784 — 1000 784 — 1000 27,7 — 73,5 27 — 73,5 26 — 74 784 — ! 000 1,0 — 44 5 — !65 29 — 35 810 — 830 Вращающаяся чашка с предварительным созданием пленки жидкости С простой струей 19 — 73 700 -1200 1,0 — 50 Вода, бензин, спирт, тяжелое нефтяное топливо Водные растворы 1,0 50 0,45 — 1,93 Вода, изооктан, бензол, топливо ЛР 5 16-71 1,0 — 50 30 — 50 800 †9 Расплавленный па- рафин 3,2 — 11,3 18 — 22 806 — 828 Расплавленный па- рафин 26 — 76 794 — 2180 1,0 — 76 Вода, керосин, специальные растворы Тяжелые фракции нефти Вода Водные растворы 27 — 74 784 — 1000 1,0 — 53,4 1,0 1,0 1000 73,5 50 С соудареннем струй 1,0 1000 73,5 Вода Таблица 10.7 Условия проведения экспериментальных исследований 455 Свойства воздуха Метод измерений "'воза/'аж Работа возд' !О Нпа мус воза' К 1,0 295 42 — 90 3 — 9 67 — ! 22 [105] 1,0 295 60 — 125 70 — 125 [30] 1,0 — 8,5 296 †4 [31] ! — 8 1,0 295 30 — 140 [58] 55 — 135 1,0 1,0 в 1 0,0 1,0 — 8„5 295 295 2 — 1О 0,5 — 6,5 45 — 225 20 — 83 [34] [107) 54 — ! 23 60 — 120 [37] 60 — !90 [87) 1,0 295 29 — 198 1,0 295 60 — 340 [99] 295 1,6 — 4 5 — ЗО 1 — 16 [95] 0,4 — 1,64 298 [110] 0,76 — 2,0 298 75 — 393 1,0 — 5,0 298 60 — 300 [!00) 1,0 295 60 — 180 [32] 1,0 295 70 — 135 [58] То же 295 295 1,0 1,6 — 4 1 — 3 ! — 16 [103] [95) 50 — 115 5 — ЗО 1,0 298 90 — 300 [!19] Подача топлива До скорости звука ЗΠ— 210 300 †3 До скорости звука 23 — 38 30 — 200 2 — 1! 30 — 120 0,5 — 5,0 25 — 125 0,17 — 4 20 — 320 1 — 14 15 — 90 5 — 100 25 — 80 0,06 — 40 10 — 160 4 — 25 17 — 100 1 — 1б 20 — 130 2 — 18 35 120 Улавливание на пластины с покрытием Рассеяние света То же Поглощение света Улавливание на пластины с покрытием Счет под микроскопом Высокоскоростная фотосъемка Счет под микроскопом и просеивание Микрометрические изиерения и просеивание Рассеяние света Счет под микроскопом Сканирование при помощи радиометра 456 Глава 40 Формула (10.55) лучше других соответствует этим показателям.
К тому же она получена с использованием более совершенного оптического метода определения размеров капель и на таком расстоянии от форсунки, где средний размер капель минимален [37]. Кроме того, лишь в этом исследовании [37[ непосредственно оценивалось влияние размеров форсунки. Величина показателя степени для р„.„получена косвенно ( — 0,7) из соображений размерностей и в точности соответствует экспериментальным данным, показанным на рис. 10.40.
Аналогичной согласованности экспериментальных данных для форсунок с простой струей не наблюдается. Это видно из табл. !0.6, где для всех переменных характерен большой разброс значений показателей степени, полученных различными авторами. Следовательно, трудно рекомендовать какую-либо точную зависимость для размеров капель в данном случае. Повидимому, следует отдать предпочтение формуле (10.56), так как она получена в экспериментах с наиболее широким изменением определяющих параметров — размера и свойств жидкости и газа. При сравнении приведенных в табл.
10.6 зависимостей для этих двух типов форсунок можно заметить большое различие показателей степени, особенно для плотности жидкости, влияние которой на Вал оказывается даже противоположным. Это различие не удивительно и объясняется следующими причинами. В форсунках с предварительным созданием пленки превращение массы жидкости в капли протекает в две стадии. Первая стадия — это процесс создания пелены, в котором жидкость, выходящая из нескольких тангенциальных щелей, трансформируется в тонкую кольцевую пелену у распыливающей кромки. Установлено, что толщина этой пелены 1 оказывает значительное влияние на качество последующего распыливания; как показано в работе [34[, Овв — 144.
Но для данной форсунки значение Г зависит от расхода жидкости, диаметра кромки канала, по стенкам которого движется пленка (à — 0 '), ф' а также от некоторых свойств воздуха и жидкости, особенно от скорости воздуха и вязкости жидкости.
Эти же свойства, конечно, в значительной мере определяют н вторую стадию процесса — распад жидкой пелены на нити и капли. Таким образом, для форсунок с предварительным созданием пленки зависимость среднего размера капель от того или иного параметра определяется влиянием этого параметра на а) толщину пленки( и б) распад пелены жидкости на капли. В форсунках же с простой струей начальная толщина пелены жидкости всегда равна диаметру струи, так что свойства жидкости н воздушного потока влияют только на процесс распыливания.
Это основное различие в принципе действия рассматриваемых форсунок обусловливает различия в характеристиках их работы. Ясно, что Подача топвнва 457 Анализ формул для размеров капель Из обзора имеющихся экспериментальных данных для пневматических форсунок с предварительным созданием пленки можно сделать некоторые общие выводы о влиянии свойств воздуха и жидкости на средний размер капель. Для таких мало- вязких жидкостей, как вода и керосин, основными параметрами, определяющими Ом, являются поверхностное натяжение жидкости, плотность и скорость воздуха. Для высоковязких жидкостей влияние свойств воздуха менее важно, и Раз зависит в основном от свойств жидкости, главным образом, ее вязкости. Исследования влияния вязкости и скорости на средний размер капель (23, 30, 33, 35, 37, 58, 99] показывают, что зависимость для О„должна иметь форму двухчлена (10.58) Рм=(РП) + (Рм)м В случае форсунок с предварительным созданием пленки (Рва)1 определяется зависимостью от числа Вебера ЪЧе = р„,„17~„„0 / /О, т.
е. (Рм)~/1 сю( 1 са Юе " , р,.„77'„„77,, Г (10.59) где 7., — характерный масштаб форсунки (ее линейный размер). По экспериментальным данным величина х равна 0,5, так что (77м) ~ ( о ал (10.60) влияние отношения плотностей р /р„., должно проявляться в этих форсунках по-разному.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
