ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Рабочий процесс при распылении вязкой жидкости из "Форсунки в химической промышленности" Обычно в случае турбулентного движения жидкости допускают, что ее торможение происходит у стенок твердого тела в зоне пограничного слоя. Считается, что жидкость, находящаяся за пределами пограничного слоя, лишена вязкости. В этом случае применительно к центробежной форсунке можно пользоваться уравнениями, описывающими движение идеальной жидкости. [c.44] При исследовании рабочего процесса нужно также учитывать, что в результате внутреннего трения жидкости зависимость (6) не соблюдается Кроме того, возможно явление, подобное в некоторой степени диффузии вихря, рассмотренное в работе . [c.44] Учитывая приведенные соображения, внесем изменения в уравнения, полученные в предыдущем разделе. В целях упрощения поставленной задачи учтем первоначально только пристеночное трение жидкости. Далее, при определении коэффициента расхода форсунки, к точности расчета которого предъявляются высокие требования, будем учитывать и внутреннее трение жидкости. [c.44] Так же как и в случае исследования рабочего процесса центробежной форсунки с идеальной жидкостью, сначала составим необходимые уравнения применительно к форсунке, у которой оси тангенциальных каналов находятся под прямым углом к оси форсунки (см. рис. 1). [c.44] Как показали подсчеты, основанные на экспериментальных данных, величина этой силы незначительна в сравнении с результирующей силой воздействия торцовых стенок форсунки на поток жидкости и ею можно пренебречь. Тогда уравнение количества движения для вязкой жидкости будет таким же, как и уравнение (33). Будут справедливы и преобразованные уравнения (34) или (35). [c.46] Уравнение, выражающее равенство расходов через сечения 2—2 и 3—3 (см. рис. 1), может быть принято таким же, как и уравнение для идеальной жидкости. Это допущение возможно потому, что расстояние между сечениями 2—2 и 3—3 мало, и потерей энергии, связанной с трением вязкой жидкости, можно пренебречь. [c.46] Наконец, уравнение, выражающее равенство расходов через сечения 3—3 и 4—4, в случае вязкой жидкости также может быть аналогичным уравнению (37) для невязкой жидкости. При коротком сопле принятое допущение в силу весьма малой потери энергии в сопле не может заметным образом отразиться на расчете форсунки. Если сопло длинное, то в нем могут быть значительные потери энергии. Однако, как показывает опыт, до тех пор пока в сопле существует воздушное ядро, расход жидкости через форсунку весьма мало зависит от длины сопла. Эти соображения подтверждают возможность использования уравнения (37) и для вязкой жидкости. [c.46] Величина определяется по формуле (63). [c.48] Гидравлические параметры шнековой форсунки, в том числе и раскрытой, определяются так же, как и для центробежной форсунки с углом расположения осей тангенциальных каналов 6 90°. [c.49] Анализ движения жидкости в сопле, на основе которого можно определить корневой угол факела и особенности режимов истечения, удобно провести, составив необходимые уравнения в дифференциальной форме. [c.49] Вместо индекса х в уравнении (83) поставлен индекс с, указывающий, что в расчет принимается полная длина сопла = X. [c.50] Отметим некоторые особенности изменения формы факела жидкости, распыленной форсункой. [c.51] У факела с корневым углом, большим 100—110 , при определенных условиях происходит резкое увеличение угла до 180°. Эти условия определяются скоростью истечения жидкости из центробежной форсунки (т. е. давлением жидкости на входе в форсунку), плотностью окружающего факел газа и размером торцовой поверхности форсунки со стороны выходного сопла. Взаимодействие отдельных факторов, вызывающих указанное явление, можно представить следующим образом. С увеличением скорости струи газ, окружающий факел, увлекается из пространства между факелом и торцом форсунки. Разрежение в этом пространстве растет, и под действием внешнего давления газ прижимает капли жидкости к торцу форсунки, вследствие чего факел принимает плоскую форму (угол факела 180°). При дальнейшем увеличении скорости струй факела возникшее разрежение может оказаться недостаточным, чтобы удержать факел у торца форсунки. В этом случае факел снова приобретает форму конуса. Плоская форма факела будет удерживаться тем в большем диапазоне изменения давления жидкости на входе в форсунку, чем больше плотность газа, окружающего форсунку, размеры торцовой поверхности со стороны выходного сопла и корневой угол факела. [c.52] Проведенный выше анализ движения жидкости в центробежной форсунке показывает, что если главный параметр форсунки велик и значительны длины вихревой камеры и сопла, то возникнут большие потери энергии струи. Это окажет влияние на величину скорости жидкости на выходе из сопла центробежной форсунки. От действительной величины скорости жидкости зависит не только корневой угол факела, но и мелкость распыления жидкости и дальнобойность факела. [c.52] Скорость жидкости на срезе сопла можно определить следующим образом. На срезе сопла статическая энергия потока полностью переходит в кинетическую, которая определяется осевой и тангенциальной хю скоростями движения. Такой режим течения жидкости существует не только на срезе сопла, но и на внутренней поверхности вихря жидкости в сопле, являющейся границей воздушного ядра. [c.52] В уравнении (91) коэффициент Должен отражать суммарное торможение движения жидкости в форсунке, поэтому при его определении необходимо принять значение р, существующее на срезе сопла, а величина должна учитывать всю длину сопла. Обозначим величины р и N , отнесенные к срезу сопла, через Р4 и N . [c.53] Примечания 1. Для обоих типов форсунок / 1=15 мм, 0-60°. [c.54] В расчетах и в процессе эксперимента определялся относительный радиус Рз внутренней поверхности вихря в сечении, перпендикулярном оси форсунки и проходящем через начало сопла. Поэтому целесообразно в расчете коэффициента принимать не а Рд. В этом случае, если Рз 0,4, первый член радикала в формуле (91) уменьшится, а второй увеличится и, таким образом, радикал мало изменится по величине от замены значения относительного радиуса Р4 на Рз. [c.54] И менее. Причем завышение рассчитанного таким образом коэффициента против действительного будет снижаться с увеличением Рз. [c.55] По формуле (92) был подсчитан коэффициент скорости ф(, для 56 случаев, указанных в табл. 3 и 4. Рассмотренные случаи в практике встречаются наиболее часто. Согласно этим расчетам, получены значения коэффициента ф к от 0,16 до 1. [c.55] Вернуться к основной статье