Сопоставление опытных и расчетных распределений радиальной скорости в пределах ядра потока. Сопоставление расчетных и опытных значений коэффициента крутки для циклонных камер с различной геометрией и степенью загрузки рабочего объема

Страницы работы

Содержание работы

Рис. 4.9. Сопоставление опытных [63] и расчетных распределений радиальной скорости в пределах ядра потока. а – n=1,38, b=0; б – n=0,95, b=0,43; в – n=0,19, b=5,0.

Рис. 4.10. Сопоставление опытных и расчетных распределений u в пределах ядра потока циклонной камеры кольцевого сечения (Dk=0,31 м; ; ; ; n=0,21; b=4,65).

Рис. 4.11. Сопоставление опытных и расчетных распределений u в пределах ядра потока циклонной камеры кольцевого сечения (Dk=0,31 м; ; ; ; n=0,56; b=1,29).

Рис. 4.12. Сопоставление опытных и расчетных распределений Р в пределах ядра потока сечения (Dk=0,31 м; ). а – n=0,8, b=0,28; б – n=0,21, b=4,65; в – n=0,56, b=1,29.

показатель n находили по условиям квазипотенциальной зоны течения. Поэтому в квазитвердой (внутренней) части ядра потока удовлетворительное совпадение расчетных и опытных распределений наблюдается лишь в частных случаях. На рис.4.13 приведено соотношение показателей nГ и nО аппроксимации  для квазитвердой зоны, найденных при различной геометрии циклонных камер кольцевого поперечного сечения. (Индекс «Г» показывает, что показатель nГ определяется по условию максимума циркуляции тангенциальной скорости, т.е. по условиям квазипотенциальной зоны; индекс «О» – по опытным распределениям скорости во внутренней зоне ядра потока.) Из рисунка следует, что погрешность в определении значений n наиболее существенна в распределениях тангенциальной скорости, когда максимум wj располагается у границы ядра потока или вблизи поверхности вставки.

На рис.4.14 сопоставлены экспериментальные и расчетные данные по распределениям w  во внутренней зоне ядра потока в двух указанных предельных и промежуточном вариантах. Представленные данные подтверждают сделанные выводы. Поэтому, как уже отмечалось, для определения коэффициента a2 (распределений u, v, Р), а также ряда других характеристик закрученного потока   (см.гл.4.3), связанных с процессами конвективного теплообмена на поверхности внутреннего цилиндра, более целесообразно находить показатель n аппроксимации (1.8) по условиям внутренней зоны ядра потока. Необходимо отметить, что точность определения взаимных связей у аэродинамических характеристик и тепловых во многом зависит от соответствия действительного и расчетного распределений w именно в указанной зоне течения.

Рис. 4.13. Соотношение показателей аппроксимации (1.8), определенных по методике [63] (nГ) и опытным путем  (nО) при различных геометрических параметрах циклонной камеры кольцевого поперечного сечения. 1 –  ; –  ; 3 –  ; 4 –  ; –  .

Для дальнейшего анализа на рис.4.15 представлены распределения безразмерной угловой скорости:

,                                    (4.33)

при различных значениях b и n. Учитывая характер распределения  показатель n аппроксимации (1.8) для квазитвердой (внутренней) зоны циклонных камер кольцевого сечения можно определить аналитическим путем.

Рис. 4.14. Сопоставление расчетных распределений  с опытными данными. 1 – ; 2 – ; 3 –  (Dk=0,31 м; ). Штриховые линии – расчет по методике [63], сплошные линии – с использованием формулы (4.36).

Рис. 4.15. Распределения  в пределах ядра потока циклонной камеры кольцевого сечения при различных значениях параметров n и b.  а – b=2,0; б – n=0,5.

С этой целью в качестве условия для нахождения внешней границы внутренней зоны примем условие максимума угловой скорости вращения потока:

.                                                (4.34)

Используя ранее введенную безразмерную координату h и приняв за масштаб скорости значение wjm, уравнение (4.53) приводим к безразмерному виду:

.                                              (4.35)

Отсюда при принятой аппроксимации (1.8) показатель n с безразмерной внешней границей внутренней зоны ядра вращающегося потока hwm будет связана соотношением:

.                                        (4.36)

Индекс «w» показывает, что показатель nw определен из условия максимума угловой скорости вращающегося потока, т.е. по условиям его внутренней зоны.

Внутренняя вставка в циклонной камере кольцевого сечения играет роль аэродинамического стабилизатора. Это приводит к существенному уменьшению зависимости распределения тангенциальной скорости от продольной координаты по сравнению с обычной (незагруженной) камерой. Поэтому при анализе рассматриваемой задачи (как и в работе [113]) принято, что в данной зоне распределение w определяется только значениями показателя n и текущего радиуса.

Похожие материалы

Информация о работе