Диссертация (1141493), страница 15

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 15)

Соотношение(4.29)u крuхарактеризует величинукоэффициента Кориолиса  в потоке несущем взвесь; это соотношение отражаети характеристики режима движения и характеристики транспортируемогоматериала. Коэффициент полезного действия  показывает какая часть полнойэнергии самого потока расходуется на работу взвешивания.

И, если принять вовнимание, что коэффициент Кориолиса есть отношение действительнойкинетической энергии к кинетической энергии, подсчитанной по средней скорости,то произведениеu крu есть четкая мера приращения действительной кинетическойэнергии потока , т.е.  .Таким образом, зависимость (4.29) имеет определенный физический смысл иустанавливаетсвязьмеждуинтегральнымихарактеристикамипотокаираспределением скоростей, которое характеризуется коэффициентом Кориолиса.Эта зависимость использована при разработке инженерной методики расчетаудельных потерь энергии в двухфазных потоках, которая приводится в следующемразделе.Структура и порядок проведения расчетаРасчет удельных потерь напора горизонтального двухфазного потокапроизводился в следующей последовательности.123Исходными данными для расчета являлись: D=398 мм – диаметртрубопровода, Sр = 0,46 – объемная расходная консистенция двухфазного потока,необходимая производительность системы 500 т/час.Поскольку насыщение потока твердыми частицами высокое, допустимопринять Sр = S (где S – объемная действительная консистенция).

Для обсечениязаданной производительности, u = 1,9 м/с – средняя скорость потока.По исходным данным вычислялась W – гидравлическая крупностьтранспортируемого материала, на основании гранулометрического состава,представленного на рисунке 4.9.Рисунок 4.9 – Гранулометрический состав. Частиц размером менее 156 мкм – 10%(D10), частицы размером менее 294 мкм - 50% (D50), частицы размером менее 483мкм – 90% (D90).Гидравлическая крупность рассматривалась как характеристика отдельнойчастицы (точнее частицы размером средневзвешенному диаметру, определенномупо гранулометрическому составу, в соответствии с рисунком 4.9) и определяласьпо графику, представленном на рисунке 4.10.124Рисунок 4.10 – График зависимости гидравлической крупности от размера и3формы частиц угля: округленные частицы (1 –  тв  1300  1400кг / м , 2 – тв  1400  1500кг / м 3 , 3 –  тв  1500  1600кг / м 3 , 4 –  тв  1600  1700кг / м 3 ,335 –  тв  1700  1800кг / м , 6 –  тв  1800  1900кг / м ), плоские частицы (те жеобозначения со штрихом)Пользуясь графиком, для частиц угля dср = 0,294 мм (рисунок 4.10), W =0,0095 м/с.125Критическая скорость u кр определялась по зависимости А.Е.

Смолдырева:u кр  3.1 u* DaSg(1  aS )d ср(4.30)Стоит отметить, что данная зависимость не учитывает турбулентности, всвязи с чем, с учетом веса квадрантов, была предложена формула:u кр  3.1 u*   u x u z DaSg(1  aS )d ср(4.31)где  - коэффициент, учитывающий вес квадранта.Получив значение критической скорости, вычисляем параметрu крu uкр    , определяем величину коэффициента fПользуясь зависимостью u и соответствующие ей относительные дополнительные удельные потери напораi  i / i0 , где i0  iв смi в , где в – удельные потери напора при движении воды соскоростью u; iв - вычисляется по формуле Дарси.Далее приведены численные расчеты:aRe  тв   в 1,35  1 0,35в1(4.32)1,9  0,398 75500010 6(4.33)uD0,310,31 0,0129(lg Re 1) 2 (lg 755000  1) 2u21,9 2iв   0,0129 0,006 м. вод.

ст/м2 gD2  9,8  0,398i0  iв см1,16 0,006 0,007 м. вод. ст/мв1(4.34)(4.35)(4.36)126aW S (1  S ) 0,35  0,006 0,46  (1  0,46) 0,045ui0 1  aS1,9  0,007 1  0,35  0,46u кр  3.1 u*   u x u z Dгде u* aSg 1,7 м/с(1  aS )d ср(4.37)(4.38)gRi = 0,076 м/с.Расчет относительных дополнительных потерь напора выполнен с помощьюномограммы, представленной на рисунке 4.11.Рисунок 4.11 – Номограмма для определения относительныхдополнительных потерь напора при равномерном движении двухфазного потокаВ соответствии с номограммой дляu крu = 0,04,  = 0,18 и i = 0,8.Тогда дополнительные потери напораi  i  i0  0,8  0,007  0,0056(4.39)Иi  i0  i  0,007  0,0056  0,0126 м.

вод. ст/м(4.40)127Приведенный примет расчета иллюстрирует технику выполнения расчета иокончательный результат не претендует на исключительную достоверностьприменительно к расчету режима, принятого в проекте т.к. требует уточнениянекоторых исходных данных, таких как гидравлическая крупность, соотношениемеждудействительнойирасходнойконсистенциями,коэффициентгидравлического трения (решение вопроса о необходимости учета шероховатоститрубопровода).128ЗАКЛЮЧЕНИЕ1.Усовершенствована методика анализа вихревых структур в потоке, наосновании статистического анализа непрерывно пульсирующего поля касательныхнапряжений по времени и пространству, выделяя наиболее вероятное направлениепереноса.2.Выявлен вклад каждого типа переноса импульса в распределениетурбулентных касательных напряжений по глубине, суть которого заключается впредставлении касательного напряжения, как суммарного пространственногопереноса импульса в четырех направлениях.

Проведенная классификация вкладовкаждого типа переноса импульса в общий процесс переноса показала наличиевкладовпревышающиеосредненноезначениетурбулентныхкасательныхнапряжений.3.Выявленаспецификаспектральныхплотностейтурбулентныхкасательных напряжений, показывающая соответствие переходной зоне в спектре,соответствующая основным закономерностям А.

Н. Колмогорова и В. Гейзенберга.4.Разработана методика оптимизации времени проведения эксперимента,при котором обеспечивается требуемая достоверность полученных реализацийпульсаций скорости для расчета характеристик турбулентности, основанная наоценке количества замеров необходимых для стабилизации стандарта пульсаций.5.Исследованы энергетические характеристики пульсаций скорости итурбулентных касательных напряжений в открытых турбулентных потоках.6.Разработаны предложения по совершенствованию методов расчетавозможных деформаций русла под действием поля пульсаций турбулентныхкасательных напряжений у дна, показывающие что при наличии вкладовпревышающих осредненное значение турбулентных касательных напряженийдеформация русла происходит более интенсивно.В качестве дальнейшей перспективы развития темы исследования являетсяиспользование предложенной методики для пространственного анализа вихревыхструктур.129СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙh – глубина потока;130z – положение точки измерений по глубине потока;κ – параметр Кармана;u* – динамическая скорость потока;С – вторая «константа» логарифмического профиля скорости;g – ускорение свободного падения;i – гидравлический уклон;k – геометрическая высота выступов шероховатости;ks – эквивалентная песочная шероховатость;l – длина пути перемешивания;p – давление;t – время;P(u´) – плотность распределения вероятностей;λ – коэффициент гидравлического сопротивления;D – дисперсия потока;σ – среднеквадратичное отклонение (стандарт);μ3 – коэффициент асимметрии потока;μ4 – эксцесс потока;DT – коэффициент турбулентной диффузии;u* z– безразмерное расстояние от дна;u – осредненная по времени местная скорость течения;U – средняя по сечению скорость течения;ux , uz - пульсационные компоненты скорости течения;x, y, z – продольная и вертикальная координаты;Re – число Рейнольдса;δв – толщина вязкого подслоя;ν – коэффициент кинематической вязкости;ρ – плотность;τ0 – касательное напряжение;131τв – вязкостное касательное напряжение;τт – вязкостное касательное напряжение;ω – площадь поперечного сечения.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1321.

Reynolds O. On the experimental investigation of the circumstances whichdetermine whether the motion of water shall be direct or sinuous, and the law of resistancein parallel channels // Phil. Trans. Roy. Soc. 1883. 174. p. 935-982 (см. также CollectedPapers II, 51).2. Киселев П.Г. Гидравлика. Основы механики жидкости. М.: Энергия, 1980.– 360 с.3. Гольдштейн С. (ред.). Современное состояние гидроаэродинамики вязкойжидкости, г. 1-2.

М.:ИЛ, 1948.4. Монин А.С., Яглом А.М. Статистическая гидромеханика, г. 1-2. М.: Наука,1965, 1967.5. Hagen G. Uber die Bewegung des Wassers in en-gen zylindrischen Rohren //Pogg. Ann., 46. pp. 423-442.6. Пашков, Н.Н., Долгачев, Ф.М. Гидравлика. Основы гидрологии. Учебникдля учащихся энергетических и энергостроительных техникумов. М., «Энергия»,1977. – 408 с.7. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя.

Изд. Наука, 22, 1994.8. Ruelle D., Takens F. On the Nature of Turbulence. Commun. Math. Phys. 1971.Vol. №20. pp.167-192.9. Пригожин И., Кондепуди Д. Современная термодинамика. От тепловыхдвигателей до диссипативных структур. Изд. Мир, 2002.10. Фабер Т.Е. Гидроаэродинамика. Изд. Постамаркет, 2001. –560 с.11. Бетчов Р. Переход // Турбулентность. Принципы и применения / Под ред.У. Фроста, Т. Моулдена.

Изд. Мир, 1980.12. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. Изд. Наука, 2004.13. Абрашкин А.А. О возможном механизме возникновения турбулентности.Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2009. №1. c.99-103.14. И Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред. Изд.Гостехиздат, 1953.13315. Navier C-L.M.A. Mémoire sur les lois du mouvement des fluides // Mémoiresde l'Académie des sciences de l'Institut de France, 1822. Т. 6. pp.

Характеристики

Список файлов диссертации