Неизотермическая турбулентная струя

Горение угольной пыли в камерной топке протекает в неизотермической запыленной газовой струе, распространяющейся в среде высокотемпературных топочных газов. В зависимости от способа подачи вторичного воздуха запыленная струя распространяется либо непосредственно в топочной среде, либо вместе с окружающим ее потоком вторичного воздуха. В этом параграфе рассматривается более простой случай горения в пылевоздушной струе, распространяющейся в топочном пространстве при отсутствии потока вторичного воздуха, при следующих условиях и предположениях пылевоздушная струя истекает из щелевой горелки прямоугольного сечения. Поэтому можно считать, что имеется плоскопараллельная струя, и рассматриваемую задачу свести к двумерной. Во избежание осложнения задачи рассмотрением процесса воспламенения и горения летучих в качестве топлива принята пыль АШ. При этом для исключения взаимного влияния частиц различных размеров рассматривается монодисперсная пыль. Температура и скорость пылевых частиц и газа в соответствующих точках струи совпадают. Химическое реагирование существенно не влияет на распределение скоростей и концентраций, и поэтому на факел можно распространить закономерности неизотермической, запыленной турбулентной струи. [c.360]

НЕИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ТУРБУЛЕНТНАЯ СТРУЯ [c.112]

В неизотермических турбулентных струях перенос тепла совершается быстрее, чем перенос импульсов. Согласно теории переноса завихренности Тейлора, турбулентное число Прандтля [c.31]

Характерный для неизотермических турбулентных струй перенос тепла, более быстрый, чем перенос импульсов, наблюдается и в тепловой струе. Автором экспериментально установлено, что по мере удаления от источника тепла показатель степени п в тепловой струе возрастает от 0,5 до 1,66. [c.31]

Характерный для неизотермических турбулентных струй перенос тепла более быстрый, чем перенос импульсов, наблюдается [c.39]

Для решения используем наиболее простой метод расчета автомодельных неизотермических турбулентных струй по схеме подобия ри [Л. 22]. Уравнения стационарного плоского свободного турбулентного пограничного слоя, записанные в переменных 11, Кит. д., принятых в методе подобия ри (см. 5-2), имеют вид [c.110]

Безразмерный профиль избыточной скорости в пограничном слое начального участка турбулентной струи иллюстрирует рис. 2-2. На этом рисунке приведены также данные, полученные О. В. Яков-левским для неизотермических струй при 0 = То/Т = 1,43 1,0 и 0,32, которые показывают, что и в неизотермических струях в изученном интервале температур безразмерные профили избыточных скоростей могут быть приближенно описаны той же универсальной кривой, что и в изотермических струях. [c.25]

При истечении турбулентных изотермических и неизотермических струй имеется подобие скоростных, температурных и концентрационных полей. Различие скоростных полей турбулентной струи, втекающей в движущийся ноток, и турбулентной струи, втекающей в неподвижный ПОРОК, в первую очередь связано с определением экспериментальной константы а, величина которой колеблется в пределах 0,07—0,11. Поэтому можно предположить принцип подобия и для турбулентных струй, втекающих в подвижный поток, и как следствие этого — сохранение закона изменения скоростей, температур и концентраций по длине смесителя по закону турбулентной струи, втекающей в неподвижный поток. Наличие движущегося потока способствует лучшему перемешиванию, и путь смешения будет в действительности короче, чем это можно рассчитать по теории турбулентных струй. [c.300]

Лепешинский И.А., Советов В. А., Чабанов В.А. Модель турбулентного взаимодействия фаз многофазной многокомпонентной неизотермической неравновесной струи // Турбулентные двухфазные течения и техника эксперимента. [c.177]

По гидродинамическому режиму сушку в струйном аппарате можно отнести к истечению двухфазной турбулентной неизотермической струи в полуограниченное пространство с наличием внутреннего отрицательного источника тепла (испарение влаги из диспергированных частиц). В этом случае соотношения, выведенные Г. И. Абрамовичем для свободных затопленных турбулентных струй, несправедливы. Во-первых, в верхней части создается зона пониженного давления, в результате чего возникают обратные токи газа, как показано на рис. VI1-11, а. Поэтому расход газа через поперечное сечение активного факела изменяется не по линейной зависимости от расстояния до сопла, как для свобод- [c.307]

Аналогичные идеи существенно развиты в работах [14—16]. Следует указать на еще одну интересную возможность получения аналитических решений, используемую в струйных (турбулентных) моделях продольно-обдуваемой дуги [17—19] В основе этих моделей лежит предположение об аналогии между распространением турбулентной неизотермической газовой струи в спутном потоке и развитием дугового разряда, стабилизированного газовым потоком в цилиндрическом канале. В отличие от рассмотренных выше моделей изменение поперечного размера ствола дуги на начальном участке и радиальные профили скорости, которые принимаются подобными профилям энтальпии, берутся такими же, как и для турбулентных струй. [c.122]

Покажем это на примере решения задачи о распространении турбулентной неизотермической газовой струи в спутном однородном потоке. Как будет видно из дальнейшего, решения аналогичных задач теории факела во многом схожи с приводимым примером, который может поэтому служить своего рода кратким введением к более сложным задачам. [c.31]

Омельчук В. С., Неизотермическая осесимметричная турбулентная струя, искривленная силами тяжести, Изв. АН СССР, ОТН, Механика жидкости и газа, 1966, № 3, стр. 52—58. [c.122]

Для газовых и некоторых комбинированных горелок характерно перемешивание турбулентных газовых струй с турбулентным потоком воздуха. При этих условиях силы сопротивления определяются не молекулярной вязкостью, а турбулентным переносом. Как известно, процесс перемешивания в области больших чисел Рейнольдса является автомодельным. Так как при сравнительно больших скоростях истечения значения чисел Аг, определяющих неизотермическое истечение, малы, то процесс перемешивания практически зависит только от следующих величин [c.117]

В зоне смешения неизотермической струи под влиянием изменения температуры изменяется плотность газа, т. е. в данном случае имеется струя сжимаемого газа. Полагая, что механизм турбулентного расширения неизотермической струи является таким же, как и изотермической струи, соотношение для интенсивности расширения газовой струи в зависимости от параметров потока на границах зоны смешения, на-зываемое уравнением распространения струи, можно выразить соотношением (7-7) при подстановке в него выражения для градиента скорости [c.112]

Анализ работ 4. 26—28, 5з показывает, что вопрос расчета турбулентных изотермических и неизотермических струй переменного состава (поперечных и спутных) до настоящего времени не имеет исчерпывающего решения. По-видимому, сложность задачи объясняется тем, что изменение плотности в поперечных сечениях струи обусловлено изменением скорости, температуры и концентрации вещества. [c.300]

В турбулентном пограничном слое факела скорость падает от ее величины в невозмущенном ядре до пуля на границе струи, подчиняясь соответствующей зависимости для неизотермической струи [c.61]

На рис. 4-3 нанесены также для сравнения (пунктир) данные, относящиеся к случаю одинаковой плотности газа (со = Р2/Р1 = 1). Эти данные, согласующиеся с результатами других авторов [Л. 7 8], характеризуют отличие в интенсивности смешения изотермических и неизотермических струй. По порядку величины оно невелико и (как у затопленных и спутных струй) может быть объяснено в первую очередь различием в уровне начальной турбулентности. В случае истечения струи при > 1 (см. рис. 4-3), т. е. тогда, когда значение ри на оси струи меньше, чем на периферии, наличие максимума динамического давления на оси объясняется влиянием внешнего пограничного слоя. [c.85]

Гиневский А. С., Тепло- и. массоперенос в неизотермической турбулентной струе газа переменного состава в спутном потоке, сб. Тепло- п массоперенос . т. 2, Минск, 1965, стр. 377—39 . [c.117]

Т е р е X и и а И. Н., О неизотермических турбулентных струях газа переменного состава. Труды Казахск. университета, 1960, вып. 2, стр. 59—66. [c.124]

Вследствие автомодельности течения в пограничном слое турбулентной неизотермической двумерной струи лучи, исходящие из обреза щелевой горелки, являются линиями равных безразмерных температур, концентраций горючего и кислорода и равных относительных скоростей. Поэтому расчет горения монодисперсной пыли в двумерном факеле можно свести к расчеау ее вдоль этих лучей с учетом турбулентного тепло- и массообмена в процессе горения между лучами в поперечном направлении к оси струи. [c.361]

Карелин В. Е. Применение метода эквивалентной задачи теории теплопроводности к расчету неизотермической осесимметричной турбулентной струи в спутном потоке.— В кн. Прикладная теплофизика. Алма-Ата, Изд-во АН КазССР, 1964, с. 6—17 с ил. [c.212]

Если температура струи отличается от температуры окружающей среды, то она называется неизотермической. При турбулентном расширении еизотермической струи увлечение в нее окружающего газа, обладающего иной температурой, приводит к теплообмену между струей и окружающей средой. Если температура струи ниже температуры среды, то истечение струи сопровождается ее нагревом напротив, если температура струи выше температуры окружающей среды, — охлаждением. [c.112]

При установившемся режиме горения, смесь, подаваемая через горелку (рис. 9-2) в камеру сгорания или в топочное пространство парогенератора, представляет собой неизотермическую струю, распространяющуюся в среде высоконагретых продуктов сгорания. В процессе турбулентного расширения струи по мере увлечения топочных газов горючая смесь нагревается и одновременно разбавляется продуктами сгорания. Согласно теории неизо- — термической струи нагрев струи происходит в турбулентном пограничном слое, в ядре же постоянных скоростей начального участка температура остается неизменной и равной температуре истечения. Нагрев происходит наиболее интенсивно по периферии струи и по мере удаления от устья горелки распространяется внутрь струи. Кривые распределения температур и концентраций в струе [c.153]

Рассмотрим вначале схему расчета аэродинамики горения применительно к автомодельным свободным струйным течениям. Учитывая то, что методы расчета неизотермических струй (плоских и осесимметричных, ламинарных и турбулентных) существенно отличаются друг от друга, ограничимся первоначально анализом простейшего случая р = onst. В дальнейшем (гл. 3 и 4) при расчете конкретных типов ламинарных и турбулентных газовых пламен учтем изменение плотности в поле течения факела. [c.31]

Механический турбулизатор выполнен в виде стального стакана, корпус которого (длиной 128 мм и внутренним диаметром 102 мм) состоит из двух половин и имеет фланцевый разъем-вдоль вертикальной оси. Внутри корпуса расположен пустотелый диск (диаметром 97 мм и толщиной 10 мм), закрепленный в продольном пазу полого валика диаметром 22 мм. Вал турбу-лизатора вращается в двух радиальноупорных подшипниках. Для обеспечения нормального температурного режима работы подшипников и механической прочности турбулйзатора предусмотрено принудительное воздушное охлаждение диска турбу-лизатора и корпуса правого подшипника. Левый подшипник снабжен водяным охлаждением. Он имеет возможность перемещаться в осевом направлении, компенсируя удлинение валика турбулйзатора за счет теплового расширения. Такая конструкция позволяет налагать низкочастотные пульсации f l50 Гц) на турбулентные неизотермические струи (Г 1300 К) и существенно изменять их аэродинамические характеристики. [c.150]

Первые четыре параметра являются определяющими конструктивными параметрами, а последние два — определяющими режимными лараметрами. Определяющий гидродинамический параметр характеризующий соотношение скоростных напоров струи в устье и потока, был предложен в работе [55], исходя из тех соображений, что при развитом турбулентном движении струй решающее значение имеет скоростной напор, поэтому принимаем в условиях однозначности вместо двух параметров q и г величину q Отсюда получаем безразмерный определяющий параметр обозначим его q. Здесь и в дальнейшем индекс 2 будет относить величину к струе, а индекс 1 — к основному поперечному потоку. При обработке экспериментального материала как с изотермическими, так и с неизотермическими струями (в исследованном интервале изменения температур TilTi от 0,3 до 3) было проверено, что данный параметр действительно является определяющим для рассматриваемого процесса развития струй в поперечном потоке. [c.150]

Подобная оценка интенсивности смешения неизотермических струй впервые применена И. Б. Палатником, который показал, что зависимость (2) имеет экстремум при пхриг = 1 [Вулис, Па.латник, 1961]. Как видно из рис. 4, а, эта закономерность наб.т1юдается и в наших опытах. Однако в виду того что нами исследовались концентрические струи конечного размера, указанная закономерность имеет место лишь до 6-го калибра, т. е. до тех нор пока изменение температуры на оси определяется смешением смежных потоков. После 6-го калибра струя становится единой и интенсивность смешения определяется мощностью турбулентных пульсаций наружного пограничного слоя. Поэтому значение температуры в этой области течения характеризуется относительным начальным перегревом А Г [см. формулу (1)] всей системы струй. Таким образом, на конечной стадии более нагретой окажется та струя, которая несет относительно большее количество горячего газа (/При < 1). Как видно из рис. 4, а, максимум АТ J АТ о после 6-го калибра действительно смещается в сторону уменьшения параметра /Ири (увеличения начального количества горячего воздуха). Эти результаты, как и данные И. Б. Палатника (рис. 4, б), получены при одном и том же отношении начальных температур внутренней и внешней струй (со = 3). Поэтому мы [c.33]

Если С /Сгл и q/Qo известны, то уравнение (4.24) дает координаты поверхности (и, в частности, при г—О — расстояние по оси от выходного отверстия), на которо xjv принимает заданное значение. Для неизотермических струй, в котор1лх не происходит химической реакции, можно попытаться определить q/Q(, noiN, уравнению состояния и уравнению переноса тепла, которое аналогично уравнениям (4.22) и (4.23). Бэрон считает, что вследствие неопределенностей, которые вносятся турбулентными пульсациями, этот метод нельзя провести. К диффузионным пламенам он вообще неприменим. [c.330]

При анализе процесса турбулентного перемешивания струй плазмы и реагента до молекулярных масштабов будем исходить из известных концепций теории турбулентного переноса [6,9, 43—48] и считать, что в турбулентном потоке существуют глобулы различных размеров. С течением времени происходит дробление глобул вплоть до момента, когда их размер сравнивается до порядку величины с масштабом Колмогорова /к — 10й/Ве /% где й — характерный размер течения и Ве — число Рейнольдса. Выше показано (см. стр. 202), что характерное время молекулярной диффузии в масштабе /к намного меньше характерного времени процесса, приводящего к постепенному уменьшению размеров глобул в турбулентном потоке. Следовательно, скорость молекулярной диффузии в масштабе й, т. е. процесса, приводящего к перемешиванию на молекулярном уровне, фактически будет определяться скоростью уменьшения размеров крупных глобул. Для того чтобы проследить за процессом турбулентного перемешивания плазмы и реагентов до молекулярного уровня, авторы предложили использовать очень быструю химическую реакцию [88]. В отличие от других работ, где использовался метод быстрой химической реакции [25—29], в данном случае исследуемая система является неизотермической. Фактически здесь необходимо с помощью метода быстрой химической реакции проследить за процессом нагревания холодного газа, вводимого в поток плазмы. Подбор химической реакции производился с учетом следующих требований. Во-первых, характерное время реакции должно быть значительно меньше характерного времени процесса турбулентного перемешивания, которое можно оценить для конкретных условий эксперимента. Пусть характерный размер турбулентного течения равен диаметру канала реактора й = 5 10 см коэффициент турбулентной диффузии в сходных условиях составляет, по оценке 80], величину Вт 1 см сек. Таким образом, характерное время турбулентного перемешивания составит Тт й /Вт = 2,5сек. Во-вторых, механизм реакции должен быть достаточно простым для того, чтобы в исследуемых условиях его можно было в хорошем приближении описать схемой типа А + -> продукты, где А — молекула исходного реагента, М — молекула инертного газа плазмен-i oй струи. Если в качестве реагента выбрать закись азота N30, то механизм [c.210]

Перемешивание реагентов с плазменной струей. Характерное время перемешивания Тп зависит кроме других факторов также и от характерного размера устройства, в котором происходит смешение, и с ростом размера установки Тп растет. Соотношение Тп Тх моя ет не выполняться. Кроме того, существует значительное количество быстрых химических реакций, для которых справедливо Тх Тп. Описание общего случая протекания химической реакции одновременно с перемешиванием турбулентных потоков в неизотермических условиях чрезвычайно сложно. Это связано как с трудностью описания механизма турбулентности, так и с необходимостью учета лространственных неоднородностей полей температуры и концентрации компонент [19, 20]. Эти вопросы рассматриваются в гл. 4. [c.227]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология