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, страница 2

Использование аппроксимации  (1.8) с показателем n_w для внутренней области ядра потока (см.рис.4.14) приводит к хорошему совпадению опытных точек с расчетными распределениями w во всем диапазоне диаметров выходных отверстий. Для показателя n_Г, как отмечалось выше, такое совпадение наблюдается лишь в сравнительно узком диапазоне  (от 0,4 до 0,5).

Для определения взаимосвязи между значением тангенциальной скорости на границе квазитвердой зоны и ее максимальным значением по аналогии с методикой [121] можно ввести в рассмотрение коэффициент крутки:

.                                  (4.37)

(Индекс «w» показывает, что величина e_w относится к внутренней зоне ядра потока).

Заметим, что в диапазоне применения h_jm, характерном для кольцевых циклонных камер, уравнение (4.37) (практически без понижения точности) может быть аппроксимировано более простым выражением:

.                                      (4.38)

Формулы (4.37) и (4.38) применены и для циклонных незагруженных камер (b=0), если использовать осредненные по осевой координате характеристики потока, а также и для камер, загруженных вставками находящимися в пределах ядра потока (l_B<l_Г).

На рис.4.16 приведено сопоставление расчетных по уравнению (4.38)    значений  e_wс опытными данными, полученными в работе, а также с опытными данными ряда исследований для загруженных и незагруженных циклонных камер. Хорошее совпадение опытных и расчетных величин e_w в широком диапазоне изменения геометрических параметров циклонных устройств показывает, что рассмотренный метод определения e_w, n_w, h_jm обеспечивает необходимую точность результатов.

Изменения величин e_w и n_wот h_jm при различных значениях параметра b проиллюстрировано на рис.4.17 и 4.18. Зависимость e_w=e_w(b,h_jm) не монотонна. В диапазоне изменения 0<h_jm<0,3 (при b<5,0) наблюдается максимум  e_w, который с увеличением параметра b смещается в сторону больших значений h_jm. Положение максимума e_w может быть определено из условия экстремума e_w=e_w(b,h_jm) по следующему уравнению:

.             (4.39)

Для обозначения параметров, соответствующих этим условиям в формуле   (4.39) для переменных введен надстрочный индекс «Х». В табл.4.1 приведены расчетные значения ,  и   при различных значениях параметра b^X.

Максимальное значение коэффициента крутки во внутренней (приосевой) зоне ядра потока  наблюдается при диаметре вставки , соответствующем оптимальным аэродинамическим условиям для рабочего объема циклонной камеры. (Указанные условия характеризуются наибольшим достижимым значением  для рассматриваемого конкретного циклонного устройства при варьировании диаметра внутренней вставки). Представленные на рис.4.19 экспериментальные данные подтверждают сделанный вывод. Анализируемые на рисунке значения  находились непосредственно из экспериментальных зависимостей , а значения  из формулы (4.39). В этом случае   при значениях  и , соответствующих опытным оптимальным аэродинамическим условиям. (Обозначения экспериментальных данных, представленных на рис.4.19, приведены в табл.4.2). На рис.4.17 штриховой линией показана зависимость , а на рис.4.18 – соответствующая этим условиям функция .

Рис. 4.16. Сопоставление расчетных и опытных значений коэффициента крутки e_w для циклонных камер с различной геометрией и степенью загрузки рабочего объема. 1 – опытные данные, полученные в диссертационной работе; 2 – [63]; 3 – [89]; 4 – [36]; 5 – [15]; 6 – [143]; 7 – [80]; 8 – [62]; 9 – [24]; 10 – [86]; 11 – [70]; 12 – [30]; 13 – [93]; 14 – [58]; 15 – [116]; 16 – [4]; 17 – [198]; 18 – [187]; 19 – [37].

Рис. 4.17. Зависимость коэффициента крутки e_w от безразмерной границы внутренней зоны ядра потока h_wm и параметра b.

Рис. 4.18. Зависимость показателя n_w аппроксимации (1.8) от безразмерной границы внутренней зоны ядра потока h_wm и параметра b.

Таблица       4.1