ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Испарение полидисперсной системы капель в турбулентной струе при кинетическом и диффузионном режимах Испарение капель в атмосфере из "Пестицидные аэрозоли" Учитывая характер предположений, принятых в [20] при выводе формул для определения длины внутренней зоны струи Хг , и согласие расчетов по этим формулам с экспериментальными данными, можно было ожидать, что использование этих расчетных формул окажется приемлемым методом приближенного расчета испарения при технических процессах обычного полидисперсного распыления жидкостей в турбулентных струях не только при кинетических, но и при диффузионных режимах. [c.162] Для проверки этих предположений были проведены эксперименты на установке, схематически показанной на рис. 50. Воздух, нагнетаемый воздуходувкой 1, вытекал из цилиндрического насадка 2 со средней скоростью / =106 м/с, образуя турбулентную струю 3 (Кел 200 000). Жидкость (вода) поступала из резервуара 4 в сопло 5, расположенное соосно с насадком, и распыливалась при истечении из сопла скоростным потоком воздуха на мелкие капли различных размеров, которые рассеивались в струе и испарялись. [c.162] Степень испарения совокупности капель (воды) в струе определяли на расстоянии 2,15 м от насадка посредством измерения ослабления света при прохождении светового луча через воздушно-капельную струю [23]. [c.163] В работах [25, 26] излагается теория испарения облака в атмосфере. В [25] рассматривается неподвижное облако, состоящее из одинаковых капелек, в [26]—облако, движущееся турбулентно вместе с окружающей атмосферой. Процессы переноса тепла, пара и капелек анализируются на основе теории конвективной диффузии примесей в атмосфере. Для учета испарения капель в уравнение конвективной диффузии добавляется член, представляющий убыль примеси (сток), обусловленную испарением, а в уравнение теплопередачи — член, представляющий убыль (сток) тепла, затраченного на испарение. В результате получена система нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных, которую предлагается решать численными методами. [c.164] В принципе, по-видимому, возможен упрощенный подход к решению задач данного типа, основанный на изложенных в разделе 3 представлениях о диффузионном и кинетическом режимах испарения. Однако работы, в которых делались бы попытки применить этот принцип к анализу процессов испарения в реальных облаках, нам пока не известны. [c.164] Однако скорость оседания частиц в уравнении (2.4) теперь уже не будет постоянной, а окажется некоторой функцией времени т, так как радиус испаряющейся частицы г, определяющий величину W, при испарении убывает. [c.165] Вопрос осложняется тем, что при наличии турбулентности частицы движутся по различным случайным траекториям, и время испарения т является случайной величиной, зависящей не только от координат, но и от истории частиц. Это обстоятельство затрудняет точное решение задачи. [c.165] В первом приближении в качестве решения этого уравнения можно принять одно из известных решений уравнения (2.4), например решение (2.11) для 2=0 (см. главу И), приняв в нем для Ш зависимость от л , определяемую формулой (4.43). [c.166] Для экспериментальной проверки данной схемы представлялось необходимым выяснить, в какой мере формула (4.41) пригодна для описания испарения реальной, первоначально монодисперсной системы капель в условиях приземного слоя атмосферы. [c.166] В полевых экспериментах был использован непрерывный точечный источник— генератор монодисперсного аэрозоля с вращающимся распылителем. Опыты проводили на ровном лугу со скошенной травой. Каждый опыт продолжался 10 мин, т. е. в течение 10 мин непрерывно работал распылитель, производили измерения скорости ветра и температуры воздуха и улавливали капли для последующего счета и обмера под микроскопом. [c.166] Очевидно, этот результат является следствием полидисперсности системы капель, испаряющихся в турбулентно движущемся воздухе. При испарении)в неподвижном воздухе по мере испарения степень полидисперсности системы капель возрастает вследствие замедленного испарения более крупных капель и ускоренного — мелких [22]. Это видно из рассмотрения формулы (4.42). При испарении системы капель в турбулентно движущемся воздухе, как уже отмечалось выше в разделе 4, траектории капель, попадающих из точки А в точку Б, и скорости их движения на этом пути могут быть различными капля может попасть из А в Б прямым или окольным путем. Благодаря этому даже одинаковые капли, проходящие через точку А, приходят в точку Б неодинаковыми, и система капель, монодисперсная в А, оказывается полидисперсной в Б [20, 22, 27]. [c.167] В данных опытах система капель в точке, принятой за начальную (х=2 м), уже обладала некоторой полидисперсностью (сг/ =--0,173, где а — среднеквадратичное отклонение диаметров капель от й). После исиарения, при х=10 м, полидисперсность возрастала (о/с =0,224) при д =20 м она была еще больше (а/й=0,240 вследствие особенностей метода забора проб эти значения а/с , вероятно, являются заниженными [27]). [c.167] Вернуться к основной статье