1598005868-03648c969f647e9d2289db563a03b78d (811236), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Для прикидочных расчетов удобно пользоваться в области до Ке(5 1О' упрощенной фор- мулой Ьс)1 = 24 (1+ — К!г'в ) 1 36 (2-14) Шар 1 Скругленное тело с неровной поверхностью .... 2,3 Продолговатое тело 3 Тело пластннчатой формы ............ 3 Частицы натурального топлива в большинстве случаев имеют пластинчатую форму, близкую к параллелепипеду с различным отношением сторон, и отличаются большим разнообразием размеров. которая дает погрешность до 25 уз. Расчетные скорости витания шаровых частиц, найденные по предложенным выше методикам, дают удовлетворительное совпадение с экспериментальными результатами.
Расчет скорости витания частиц топлива, имеющих форму, отличную от шаровой, весьма затруднителен, так как коэффициент сопротивления этих частиц зависит не только от числа Рейнольдса, но и от размеров н формы частиц. Для крупных частиц, аэродинамическое сопротивление которых описывается квадратичным законом, коэффициент сопротивления является функцией только формы частицы. В этом случае скорость витания может быть рассчитана как ига †= ш,/~/яе, где шв — скорость витания шара, эквивалентного по объему данной частице; Йе — коэффициент формы частицы; по В. А.
Успенскому для частиц разной формы имеет следующие значения: Движение частиц топлива при пылеугольном сжигании происходит в основном в области, далекой от квадратичной. Для расчета скорости витания в этой области приходится пользоваться эмпирическими зависимостями, имеющими ограниченное применение как по числу Рейнольдса, так и по форме частиц. Для угольных частиц в диапазоне 0,05(йе(100 можно пользоваться зависимостью, предложенной В, В. Померанцевым и И.
Я.Мароне: 5012 = Кн 24(1+ 0,142Кйгл з Диаметр эквивалентного шара б, =тГбаЬс/и, где а, Ь, с— линейные размеры частицы. Для расчета скорости витания частиц топлива можно предложить еще один метод, который основан на использовании зависимостей, полученных для шаровых частиц. По этой методике определяется диаметр эквивалентного шара, аэродинамически подобного частице, В;= 12-16) 1/а+ 1/Ь + 1/с а затем по формулам 12-12) — 12-15) определяется скорость витания. Расчеты показали удовлетворительное совпадение с опытными данными. Коэффициент сопротивления частицы, движущейся в неизотермнческих условиях, при наличии тепло- и массообмена отличается от коэффициента сопротивления в изотермических условиях.
Однако мнения исследователей о том, в какую сторону влияет неизотермичность на коэффициент сопротивления— увеличивает или уменьшает его в разделились. Как показали опыты И. А. Максимова, при небольших перепадах температуры между частицей и потоком 1до 500 К) поправку на изотермичность условий движения частицы можно не вводить. Такой же вывод можно сделать, если воспользоваться зависимостью для коэффициента сопротивления, предложенной в работе В.
И. Бабия и И. П. Ивановой. 2-У. АЭРОДИНАМИКА СЛОЯ ТОПЛИВА Для топочной техники важно знать закономерности движения газовоздушного потока сквозь пористую полидисперсную топливную засыпку. Исследования аэродинамики слоя велись в первую очередь применительно к основным схемам организации слоеного процесса, наиболее распространенным в технике 1рнс. 2-25).
При противоточной схеме топливо лежит на колосниковой решетке и пронизывается дутьем, подаваемым под слой топлива снизу через «олосннненое полотно, Топливо прн этом удержн- 42 потока; Ь вЂ” средний размер частиц; цг — скорость фильтрации; йе=шб/т; т — кинематнческая вязкость. Зависимость Хсл от йе характеризуется плавным переходом от ламинарной формы течения к турбулентной. В условиях слоя нарушение стабильной формы ламинарного течения начинается при малых значениях йе.
Сужение и расширение каналов, их искривления приводят к отклонению от закона Дарсн — Пуазейля уже при йе=З вЂ”:4. Исследуя аэродинамику различных засыпок в широком диапазоне значений йе, удалось получить эмпирические зависимости Хсл=/ (йе). Следует отметить большое разнообразие пред- Таблица 2-2 Зависимость ковффициента соиротивлеиии слов от критерии Ребиольдса Автор всследовввав.
Форма честил в весмйке Формуле $ Зввчеквк це И. М. Федоров. Стальные шары и другие шарообразные частицы И. М. Жаворонков. Шары и различные частицы ненравильноА формы И. М. Жаворонков. Кольцевые частицы М. Э. Авров. Шары, таблетки С. Т. Муллаканов. Стальные шары Менее 6 Более 560 Менее 45 40,6/йе 35,5/де + 0,52/йеед 35/йе 4/Пес.в 36,3/йе+ 0,4 З,йз/кео.вв 4б — 5500 2 — 800 22Гг — 3300 64 ложенных зависимостей.
Некоторые из них представлены в табл. 2-2. При рассмотрении этих данных видно, что большинство расчетных выражений отличается значениями коэффициентов и показателей степени при йе. Эти расхождения затрудняют расчетный анализ процессов, а трудности, с которыми встречаются исследователи при попытке обобщить опытные данные даже для геометрически наиболее четких засыпок (шаровых, кольцевых и т. п.), указывают на то, что схема шероховатых каналов недостаточно правильно отражает процесс.
Вместе с тем данные этих исследований показали, что наиболее существенными факторами, определяющими сопротивление слоевых засыпок, являются: 1) средний размер зерна в слое; 2) порозность слоя т= где Ркаж — кажУщаиси, а Рвас насыпнац плотРкык Рввс Рксм ность слоевой засыпки; 3) шероховатость слоя — понятие, кото. рое являлось наиболее неопределенным и разноречивым. Учитывая эти факторы и исходя из схемы слоя в виде системы каналов, авторы обычно при обработке искали )скак= 1 (йе.ав), где Зк к = АслгтгаФ/(1 — т), а йекев —— йесл/[Ф (1— — пг)), Как видно, эти выражения учитывают форму и расположение кусков с помощью коэффициента Ф, названного факто- ром формы, и с помощью порозности слоя.
В зависимости от фракционного состава и формы кусков порозность может меняться в широких пределах. Даже для монофракционных шаровых засыпок, как показано Б. В. Боришанским, в зависимости от вида укладки шаров порозность может изменяться от 0,26 до 0,476. Было установлено, что взаимное расположение частиц оказывает сильное влияние на сопротивление слоя. Это указывает на необходимость учета (наряду с форм-фактором частиц) параметра, характеризующего форму укладки. Дальнейшее развитие методов оценки аэродинамики слоя нашло отражение в работах В. В.
Померанцева, Р. С. Бернштейна, С. Л. Шагаловой, Ими была развита струйная теория движения газов в засыпке, на основе которой был разработан обобщенный метод расчета сопротивления слоя, Согласно этой теории, основой механизма сопротивления в засыпках является расчленение потока на струи н последующее взаимодействие этих струй, Отталкиваясь от простейших моделей в анализе аэродинамики н структуры слоя, авторы приходят к выводу, что, несмотря на чрезвычайную сложность формы пор н структуры реальной засыпки, можно получить зависимости, связывающие основные геометрические параметры слоя с порозностью, которая является единственной экспериментальной характеристикой реальной засыпки.
Сопротивление реальной засыпки в основном определяется кинетической энергией потока в канале с характерным для данного слоя гидравлическим диаметром. Опытные данные ЦКТИ показали, что в отдельной струе не происходит восстановления давления и, следовательно, теряется кинетическая энергия, приобретенная при проходе потока через просвет. Вводится понятие степени сужения струи з, которая определяется геометрией трубного пучка, формой частиц засыпки и их укладкой с учетом закономерностей движения турбулентной струи.
Введя понятие о гидравлическом диаметре слоевой ячейки, авторы провели обработку обширного опытного материала и получили эмпирические связи Х.,р с критерием Рейнольдса Йе~~р.' Здесь й — высота одного ряда засыпки; йестр=ЯИгидр/(йч) критерий Рейнольдса, определенный по течению струи в про2л6 свете с гидравлическим диаметром 4 „р —— ; 4) — р-. зз (! — т) ход газа; и — число ячеек; Н вЂ” высота засыпки. Обработка опытного материала по такому методу для засыпок и материала, различного по форме, но близкого к моно- фракционному, показала, что опытные точки группируются около двух кривых, описываемых следующими среднерасчетными уравнениями: 65 3 заказ м зззв для засыпок нз кусковых материалов )гсср 70 15 2 пестр +1, для засыпок нз шарообразных частиц + +оз.
1Х ЗО З не це~~г Обработка обширного опытного материала на основе струйной модели течения позволила объяснить значительные изменения сопротивления в случаях, когда слой характеризуется высокой порозностью прн больших числах Рейнольдса. Промышленные н лабораторные исследования показали,что сопротнвленне горящего слоя заметно отличается от сопротнвлення холодного слоя. Это объясняется главным образом повышением температурного уровня н нзмененнем в связи с этим плотности н вязкости газа. Кроме того, здесь значительную роль 04Ю 10 200 000 000 Ркс. 2-26. Зависнность ноеффициента сопротивления вещества (1 — У) и слоя постоянного фракционного Рейнольдса г г 1О-З1 1О-1Б Б 7 слоя растворяющегося состава (10) от еасла Иг тосек О.
нн.. гг,л1О' .' б б б 7 Б-7 Б-7 Б-7 О-Б М М ЯО М б — слой рестворявщегоси веществе, 1, =1,77 —; У— Иб Неоляг 1АБ — 0 ~ ГΠ— свой посюикиого фрекаионкого составе, Б7Б йяе ет ресеетавя кривая, Ьс Бтб аскет 200 Ю0 Ю0 Ргр 170 100. 90 00 70 00 10 20 30 ОО 00 00 80 100 О1 ог пз ор ОБ об о7 играет изменение размеров частиц и порозности слоя вследствие выгорания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
