ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Полная неравномерность потока из "Аэрогидродинамика технологических аппаратов" Последние формулы в пределах применимости данной гидравлической теории дают связь между коэффициентом неравномерности перед решеткой, заданной степенью неравномерности за ней, и коэффициентом сопротивления решетки также и для случая, когда нет четко выраженных границ струи ни в сечении О—О ни в сечении 2—2, т. е. для потока во всем сечении канала (рис. 4.6). [c.104] Из сопоставления формул (4.53) и (4.64) также следует, что для получения одной и той же степени растекания струи непосредственно по фронту решетки любого вида и за плоской решеткой (в данном случае теоретически при Ср 4), а также за такими объемными решетками, как слоевые насадки, пучки труб и т. п., величина Ср должна быть различной для фронта плоской решетки большая для конечных сечений за любой решеткой меньшая. [c.106] Из условия непрерывности движения следует, что скорости струи непосредственно перед решеткой и за ней одинаковые (шр = w ), а давления рр п в этих сечениях разные первое больше второго на величину потерь б/ р при протекании через решетку, т. е. [c.106] При набегании узкой струи на решетку растекание ее происходит под значительно большим углом, чем при регулярной неравномерности, поэтому коэффициент fej = os a J существенно меньше единицы. [c.106] Принимая 1=1, придем к выведенным ранее соотношениям. Отметим, что введе-цу е коэ(])фициента уточняет полученные формулы. При 1. в частности, величина будет равна нулю в случае, если р несколько больше 4. Это подтверждают опытные данные, приведенные ниже. [c.107] Замечания. Выравнивание потока по фронту решетки связано, как уже отмечалось, с радиальным (боковым) его растеканием, так что решетка испытывает воздействие как нормальных составляющих скоростей, так и поперечных, параллельных ее поверхности. [c.107] В приведенных выводах это обстоятельство не учитывалось, т. е. принималось, что струя набегает на решетку нормально к ее поверхности. Кроме того, растекание струи по фронту решетки, так же, как и в сечениях за ней, не происходит равномерно монолитность струи в сечении р—р решетки или 1—/, как показывают опыты, сильно нарушается. Все это объясняет, почему приведенные в данной главе формулы расчета растекания струи как по фронту решетки, так и по сечению 2—2 далеко за ней, не достаточно хорошо согласуются с опытными зависимостями. Особенно это касается случаев большой неравномерности. В том, что формулы расчета растекания по фронту самой решетки не везде справедливы, можно убедиться на основе следующих соображений. [c.107] Из последнего выражения следует, что коэффициент имеет максимальное значение при р 4 (при этом 0 = 1). С увеличением коэффициент уменьшается, стремясь к нулю. Однако в действительности такое уменьшение происходить не может. Из сравнения зависимостей от для случая набегания безграничного потока на решетку, построенных по опытным данным [180] и с помощью выражения (4.75), видно (рис. 4.7), что формула (4.75), а следовательно, (4.55) — (4.64) согласуются с опытом только когда 4. При больших значениях р опытная кривая асимптотически стремится к предельному значению, которое достигается при р = оо, тогда как расчетная кривая по формуле (4.75) отклоняется вначале немного вверх, а затем (при Ср 4) резко вниз, стремясь к нулю при р = оо. Значение р = со может получиться только при нулевом значении живого сечения решетки, т. е. при сплошном диске. Из опытов известно [63], что коэффициент лобового сопротивления круглого диска при установке его в безграничном потоке равен 1,16. К этому пределу стремится опытная кривая на рис. 4,7. [c.107] Поскольку рассматривается вопрос о растекании узкой струи по фронту решетки, практически безразлично, какая решетка при этом установлена плоская (тонкостенная) или любая другая, в том числе и пространственная. [c.108] Последний коэффициент для свободной струи может быть определен как разность коэффициентов кинетических энергий в начальном сечении струи и ядра в ностояной массы струи в сечении перед решеткой, приведенных к скорости т)р, т. е. [c.109] С помощью этой формулы, связывающей степень растекания струи стр/. к = Рр Рк по фронту решетки и ее коэффициент сопротивления, можно решить поставленную в предыдущей главе вторую задачу. Все величины, входящие в подкоренное выражение зависимости (4.80), в постановке данной задачи являются заданными, при этом коэффициент Ср зависит от вида решетки, формы ее элементов, коэффициента живого сечения и др. [c.109] При fp/f 0,7 значения Спотр. рассчитанные по формуле (4.93), получаются меньше, чем определенные по выражению (4.97), и приближаются к результатам расчета по зависимости (4.95), а при Fp/F 0,7 — больше, чем по формуле (4.97), а следовательно, по выражению (4.95). [c.111] Для пространственных решеток, например типа хонейкомба, полученные формулы позволяют определять значения потребных или оптимальных коэффициентов сопротивления независимо от того, требуется ли чтобы растекание струи происходило по фронту этих устройств или в конечных сечениях за ними. При плоской же решетке эти формулы верны только для расчета растекания струи по ее фронту. [c.111] Рассчитанная по этому уравнению кривая (см. рис. 4.7) проходит несколько ниже (на 15—20 %) опытной кривой Сор = f (Ср). полученной для случая безграничного потока, и качественно хорошо с ней согласуется. Следовательно, все выведенные зависимости для Ср и Fp/Ff правильно отражают реальное явление. [c.111] Легко убедиться, что при подстановке УИрк из формулы (4.108) в выражения (4.110) и (4.111) придем при соответствующих значениях и Л р к уже известным уравнениям (4.91)— (4.96), а при УИр 1 — к зависимостям (4.98)—(4.103). [c.112] Таким образом, формулы (4.109)—(4.111) позволяют найти по заданным значениям Рц/Ро, Л о и Л р потребный коэффициент сопротивления решетки, обеспечивающий заданный коэффициент неравномерности распределения скоростей Мрк в сечении, расположенном непосредственно за решеткой. Наоборот, задаваясь определенным коэффициентом сопротивления Ср решетки, можно при заданном отношении площадей Р /Ро и известным значениям Л о и Л/р найти коэффициент неравномерности Л4р,.. Отметим, что для практических расчетов значение Л р, согласно опытам, можно принять сравнительно небольшим (приблизительно 1 —1,5). [c.112] Еще раз следует отметить, что все приведенные формулы позволяют решить задачу о распределении потока по фронту решетки или по сечению непосредственно за ней. Что же касается более удаленных от решетки сечений, то в результате проявления вторичного эффекта за решеткой наступает заметное нарушение достигнутой равномерности потока (см. гл. I). [c.112] Характер сопротивления участка с внезапным расширением при наличии решетки (см. рис. 4.5) сложнее, чем это кажется на первый взгляд. Вследствие растекания струи перед решеткой происходит уменьшение скорости, а следовательно, потеря количества движения. Поэтому потерю давления до решетки следовало бы подсчитывать по формуле удара при внезапном расширении, но при малом расстоянии решетки от начального сечения набегающей струи потери на удар не могут полностью реализоваться и истинные потери должны получиться меньше, чем при обычном внезапном расширении. [c.112] Предлагалось рассматривать потери давления при О Ср Сопт на участке от сечения О—О перед решеткой до сечения 2—2 за решеткой как сумму сопротивлений участка свободной струи до решетки брстр, решетки Ьр и свободной части струи за решеткой б )уд. При этом последние потери можно практически вычислять как сопротивление удара, возникающего при расширении струи от сечения 1—7 до сечения 2—2 [46]. [c.112] Каждая решетка системы (если речь идет о плоской, г. е. тонкостенной решетке) должна быть выбрана так, чтобы за ней не п( лучалось перетекания жидкости из одной области сечения в другую, т. е. чтобы не происходило существенного перевертывания профиля скорости. Поэтому плоская (тонкостенная) решетка должна иметь коэффициент сопротивления, меньший предельного (критического) значения Спред или р, полученного на основании анализа экспериментальных исследований. [c.115] Вернуться к основной статье