ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Распределение капель по размерам в процессе распыливания из "Сжигание тяжелых жидких топлив" При первых же исследованиях форсунок было замечено, что факел распыленного топлива состоит из капель различного размера. Обычно причину неоднородности состава факела объясняют действием ряда случайных явлений, а для математического описания распределений размеров используют законы теории вероятностей и уравнения статистических кривых. Согласно определениям теории вероятности, факел распыленной жидкости представляет собой статистическую совокупность (коллектив), где диаметр является аргументом, а его отдельные значения образуют ряд совокупности. Хотя каждой совокупности соответствует своя кривая распределения, число таких кривых ограничено. [c.103] Несоответствие кривых частот, полученных различными исследователями, объясняется тем, что для измерения капель обычно применяется метод улавливания на пластинки, покрытые сажей и тонкой пленкой окиси магния. Измерить и подсчитать мелкие капли в этом случае очень сложно. [c.104] ЧТО для практически предельных значений m (2 и 4) будет равно 46,28 и 6,9. [c.105] Г — знак гаммы функции. [c.106] Эта концепция не получила дальнейшей разработки. Экспериментальные исследования обычно ограничивались нахождением кривой распределения и ее математической интерпретации. ilpn этом не исследовались зависимости диапазона изменения размеров капель от внешних условий, энергии распыливания и т. д. в лучшем случае определялась характеристика распределения в зависимости от конструкции форсунки [1341. [c.106] Если проанализировать распределение размеров капель по сечению струи, то можно отметить одну общую закономерность в центре топливной струи (для центробежных форсунок посередине топливной пленки) образуются наиболее крупные капли, а на границе факела (как наружной, так и внутренней) — мелкие. [c.107] Такое распределение можно объяснить, рассматривая распыление струи большого диаметра. На границе с окружающей средой (воздухом) под влиянием большой относительной скорости образовавшиеся волны приведут к срыву с поверхности части жидкости в виде нитей и капель. Дальнейший процесс распыливания происходит так же, только струя будет окружена смесью образовавшихся капель с воздухом, имеющих меньшую скорость относительно струи. Следующий слой, отделившийся от струи, будет иметь еще меньшую относительную скорость и т. д. Изменение относительной скорости при срывах с поверхности струи жидкости приводит к изменению размеров капель, образующихся из каждого отделившегося слоя. Поэтому чем глубже к центру струи, тем крупнее капли. [c.107] Количество капель каждого размера зависит от массы струи, получившей данную кинетическую энергию. При равномерном профиле скоростей в топливной струе в начальный момент распределение ее массы по сечению струи пропорционально квадрату радиуса. [c.109] Эти уравнения получены при рассмотрении очень упрощенной схемы дробления струи на капли и могут служить в качестве математической иллюстрации процесса образования капель различного диаметра. Так как при распаде каждого слоя топливной струи наряду с каплями, размер которых характерен для данной толщины слоя, образуются более мелкие капли, то кривая уравнения (3. 46) дает верхние предельные значения содержания крупных капель в факеле. [c.109] Измерение капель топлива проводилось для различных видов распылителей (одноступенчатых, двухсопловых и двухконтурных центробежных форсунок) при этом использовалось топливо дизельное, мазут ФС-5, М20, М40, М80 и парафин. Результаты всех опытных данных, представленных в форме безразмерной зависимости Я = f на графике укладываются в зону, ограниченную кривыми распределения (3. 46) и (3. 47) с характеристиками п = 3,22 и /п = 2,5 (рис. 50). [c.111] Значения пит определяют интервал изменения диаметров капель, т. е. равномерность распыливания. Чем больше значение п (или т), тем меньше отличаются между собой размеры минимальной и максимальной капель, что следует из уравнения (3. 29). Величина коэффициента п, как следует из опытных данных, зависит от формы и толщины струи, свойств распыливаемого топлива и скорости истечения. [c.111] Как следует из данных табл. 8, с увеличением диаметра сопла минимальные размеры капель практически не изменяются, и разность их величин лежит в пределах точности эксперимента. Максимальные размеры капель при этом заметно увеличиваются. Такие же выводы можно сделать и по опытным данным других исследователей [127, 137]. [c.112] Для форсунок с пленочным истечением также можно установить влияние толщины пленки топлива на распределение капель по размерам, если сравнить результаты распыливания топлива центробежными и ротационными форсунками. Последние имеют толщину пленки в 5—10 раз меньше, чем центробежные и, соответственно характеристика т в уравнении распределения (3. 28) для ротационных форсунок увеличивается и составляет 4—9, что соответствует очень узкому разбросу размеров капель (отношение максимальной к минимальной составляет всего 6,9-1,21). [c.112] Скорость истечения топлива окажет влияние также на распределение капель чем выше скорость, тем больше турбулентные возмущения, лучше передача энергии и меньше разница в воздействии на топливо по всему сечению струи. Следовательно, с повышением скорости истечения топлива (или воздуха у пневматических форсунок) распыливание будет более равномерным. Зависимость показателя равномерности распределения капель по размерам т (3. 28) от скорости приведена на рис. 51 [153]. [c.114] Вернуться к основной статье