Исследование гидродинамики вихревых камер

выводы.

I. Проведен теоретический анализ течения в вихревой камере, который позволил получить однозначные решения, существующие в практически используемой области чисел Рейнольдса. В частном случае эти решения позволяют в аналитическом виде рассчитывать течение в пористой трубе.

2. Множено систематическое экспериментальное исследование течения в основном объеме вихревой камеры нри вариации расхода, меета подвода закрученного воздуха, степени закрутки потока, радиуса и высоты цилиндрической части выходного отверстия, длины камеры.

3. Установлено, что существуют оптимальные гидродинамические параметры: радиус выходного отверстия, соотношение расходов в камере с торцевым вдувом, высота цилиндрической части выходного отверстия, при которых максимальная тангенциальная скорость, радиальный перепад давления и разрежение в центренаибольшее.

4. Показано, что с увеличением расхода по достижению одного и того же для всех исследованных камер числа Рейнольдса /5е наступает автомодельный режим течения.

5. Установлено, что наклон профиля тангенциальной скорости и относительная величина ее максимума с увеличением крутки на периферии и уменьшением длины камеры уменьшается. Предложена зависимость (7), которая отражает влияние фтих параметров.

6. Показано, что радиус зоны разрежения с уменьшением радиуса выхлопа, уменьшением крутки на периферии и увеличением длины камеры уменьшается. Найдена зависимость радиуса зоны разрежения от крутки в центральной области, которая обобщает влияние перечисленных параметров.

1. Абрамович Г. Н. Теория центробежной форсунки. — В кн. Промышленная аэродинамика (сборник статей). ЦАГИ. Из-во Бюро Новой техники НКШ, 1944, с. 18−26.

2. Абрамович Н. Г., Бухман М. А., Устименко Б. П. Исследование влияния условий входа на структуру течения и сопротивление циклонных камер. В кн. Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики. Вып. II. йз-во «Наука», Алма-Ата, 1976, с. 27−31.

3. Аэродинамика закрученной струи. Под ред. Р. Б. Ахмедова. М., «Энергия», 1977, 240 с.

4. Балуев Е. Д, Троянкин Ю. П. Влияние конструктивных параметров на аэродинамику циклонных камер. Теплоэнергетика, 1967, В 2, с. 67−71.

5. Бармин И. В., Солонин В. И. Поля тангенциальной скорости и статического давления в вихревой камере. Труды ЮТУ Л 207, М. 1975, с.92−98.

6. Бухман М. А., Вышенский В. В., Устименко Б. П. Гидродинамика и теплообмен циклонной камеры с многосторонним подводом воздуха. В кн. Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики. Вып.6. Из-во «Наука» Алма-Ата, 1970, с. 184−194.

7. Бухман М. А., Каймирасова С. Д., Устименко Б. П. Исследование структуры течения и сопротивления вихревой топки с хордаль-ным подводом воздуха. В кн. Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики, вып. 10. Из-во «Наука» Алма-Ата, 1975, с.59−63.

8. Веске Д. Р., Стуров Г. Е. Экспериментальное исследование турбулентного закрученного течения в цилиндрической трубе. Изв. СО АН, сер. техн., 1972, В 13, вып. 3, с. 3−7.

9. Волчков Э. П., Кислых В. И., Смульский И. И. Экспериментальное исследование аэродинамики вихревой камеры с торцевым вдувом.-т — В кн.: Структура пристенного пограничного слоя (вынужденное течение, тепловая конвекция). Новосибирск, 1978, с. I0I-I26.

10. Волчков Э. П., СмульскиЁ Й. И. Аэродинамика вихревой камеры со вдувом по боковой поверхности. Экспериментальные исследования. Препринт Института Теплофизики СО АН СССР. Новосибирск, 1979, 30 с.

11. Всесоюзное научно-техническое совещание по энерготехнологическим циклонным комбинированным и комплексным процессам. 9-е. (Тезисы докладов) Москва, 1976.

12. Вулис Л. А., Устименко Б. П. Об аэродинамике циклонной топочной камеры. Теплоэнергетика, 1954, 1 9, с.3−10.

13. Вулис I.A., Устименко Б. П. Об аэродинамике циклонной топочной камеры. В кн.: Вопросы аэродинамики и теплопередачи в котельно-топочных процессах. Госэнергоиздат, M.-JI., 1958, с. 176−188.

14. Вязовкин Е. С., Николаев H.A. Структура газового потока в аппарате с осевши завихрителями. Труды Казан, хим.-технол. ин-та, 1972, вып. 48, с. 66−71.

15. Гольдштик М. А. Закрученный поток несжимаемой жидкости в круглой трубе. Изв. АН СССР. ОТН., 1958, В 12.

16. Гольдштик М. А. Теоретическое решение задачи об основном участке закручинной струи, вытекающей в затопленное пространство.- ЦКТИ, 1959, с. 31.

17. Гольдштик М. А., Леонтьев А. К., Поле ев И. И. Аэродинамика вихревой камеры. Теплоэнергетика, 1961, Ш 2, с. 40−45.

18. Голъдштик М. А. К. теории эффекта Ранка. Изв. АН СССР. ОТН. Механика и машиностроение. 1963, I I, с, 132−137.

19. Голвдштик М. А. Некоторые вопросы гидродинамики стационарных вихревых течений. Докт. диссертация. Новосибирск, 1965.

20. Гольдштик М. А. Один класс точных решений уравнений. Навье-Стокса. Лурн. ПМТФ, 1966, № 2, с. 106−109.

21. Гольдщтик М. А., Зыкин ГЛ., Петухов Ю. И., Сорокин В. Н. Об определении радиуса воздушного вихря в центробежной форсунке. -Зйурн. ПМТФ, 1969, В 4., с.107−111.

22. Гринспен Х. П. Теория вращающихся жидкостей. Гидрометео-издат, Ленинград, 1975, с. 304.

23. Гродзовский Г. Л., Кузнецов Ю. Е. К теории вихревой трубы. Изв. АН СССР. ОТН, 1954. № 10.

24. Деветерикова М. И., Михайлов П. М. К вопросу о влиянии торцевых перетечек на аэродинамику вихревой камеры. Труды ДЛИ. Энергомашиностроение, вып. 297, 1968.

25. Деветерикова М. И., Михайлов П. М. 0 влиянии геометрии вихревой камеры на торцевые перетечки. Труды ЛПИ. Энергомашиностроение, вып. 310, 1969.

26. Дубинский М. Г. 0 вращающихся потоках таза. Изв. АН СССР. ОТН, 1954, & 8, с. 75−78.

27. Дубинский М. Г. Вихревые аппараты. Изв. АН СССР. ОТН, 1955, i§ 8, с. 3−10.

28. Дубинский М. Г. Вихревой вакуум-насос. Изв. АН СССР. ОТН, 1956, № 3, с. 155−159.

29. Ершов А. И., 1>хман Л.М. К вопросу интенсификации процессов тепло-и массообмена при взаимодействии газо-жидкостных систем. Обзор. Инж. физ. журн., 1966, том 10, I 4, с. 552−556.

30. Жигула В. А., Коваль В. П. Газодинамика закрученного потока. Прикладная механика, 1975, т. II, Л 9, с. 65−72.

31. Иванов Ю. В., Кацнельсон Б. Д., Павлов В. А. Аэродинамика вихревой камеры. В кн.: Вопросы аэродинамики и теплоотдачи в котельно-топочных процессах. М.-Л. Госэнергоиздат, 1958, с. 100 114.

32. Калишевский Л. Л. Структура потока и аэродинамические характеристики циклонной камеры при горении. Теплоэнергетика, 1958, II 2, с. 27−33.

33. Калишевский Л. Л., Ганчев Б. Г. Исследование аэродинамической структуры циклонных топок при горении твердого топлива.-Теплоэнергетика, 1966, Л 8, с. 72−75.

34. Каутис. Опыт использования Горизонтальных циклонных топок. В кн.: Циклонные топки. Госэнергоиздат, 1958.

35. Кислых В. И., Смульский И. И. К гидродинамике вихревой камеры. Инж. физ. журн. 1978, 1.35, 1 3, с. 543−544. (Полн. тнкст деп. в ВИНИТИ 25 апреля 1978 г. Ш 1389−78, ДЕЛ.).

36. Кислых В. И., Смульский И. И. Один способ определения поля давления и скорости в вихре. В кн.: Структура пристенного пограничного слоя (вынужденное течение, тепловая конвекция), Новосибирск, 1978, с. 127−133.

37. Коваль В. П., Михаилов C.I. Распределение скоростей и давления жидкости в вихревой камере. Теплоэнергетика, 1977, № 2, с. 25−58.

38. Коваль В. П., Мозалевский И. О. Потери на трение о торцевые стенки камеры закручивания. Инж.- физ. журнал, 1975, т.29, 1 4, с. 693−698.

39. Коваль В. П., Нигула В. А. Методика выбора оптимальных размеров камеры закручивания газа. Изв. высш. уч. зав-й. Энергетика, 1977, 16, с. 71−78.

40. Коротков Ю. Ф., Николаев H.A. Структура вихревого потокав камере с тангенциальным подводом газа. Труды Казан, хим.-технолог. ин-та, 1972, вып. 48, с. 28−34.

41. Кузнецов В. И. Исследование газодинамических процессов противоточной вихревой трубы и разработка инженерных методов расчета. Канд. диссертация, Омск, 1975, с. 178.

42. Курмангалиев М. Р., Некрасов В. Г. Аэродинамика модели циклонной камеры с верхним выводом газов в изотермических условиях. В кн.: Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики, вып.- ш.

43. Латкин A.C. К вопросу о характерных зонах потока в циклонных камерах. В кн.: Эффективность теплоэнергетических процессов. Межвузовский сборник, вып. I. Владивосток, 1976, с, 147 153.

44. Леонтьев I.A., Фафурин A.B., Никитин П. В. Турбулентный пограничный слои в каналах с глухим торцем при наличии вдува. 1урн. 1МТ#, 1970, II 4, с. 56−59.

45. Дянэ Р., Иванов I). Развитие и перемешивание соосной струи в осе симметричном закрученном потоке. Изв. АН Латв. ССР, Физика. Математика, 1971, т.20, Л I,.

46. Ляховский Д. Н. Способ получения разомкнутого факела с помощью порога. Котлотурбостроение, 1949, 1 2, с. 18−22.

47. Ляховский Д. Н. Некоторые результаты предварительных опытов по исследованию аэродинамики циклонной топки.- Котлотурбостроение, 1951, 1 6, с. 10−16.

48. Ляховский Д. Н. Исследование аэродинамики циклонной камеры. В кн.: Вопросы аэродинамики и теплопередачи в котельно-топочных процессах. М.-Л. Госэнергоиздат, 1958, с. II4-I50.

49. Ляховский Д. Н. Аэродинамика закрученных струй и ее значение для факельного процесса снижения газа. В кн.: Теория иIPпрактика сжигания газа. Г0стоптехиздат, Ленинград, 1958, с. 28−77.

50. Мельников-В. К., Сухович Е.ГГ. Конвективный теплообмен в вихревой камере. Изв. АН Латв. ССР, Сер. физ. и техн. наук, 1967, № 2,.

51. Мельников В. К., Сухович Е. П., Бавгородний В. А. Исследование поля тангенциальных скоростей в вихревой камере. Изв. АН Латв. СССР. сер. физ. и техн. наук, 1969, № 3, с. 73−79.

52. Нахапетян Е. А. Исследование аэродинамики циклонной топки на натурной модели. Теплоэнергетика, 1904, 19, с. 11−16.

53. Нахапетян Е. А. Исследование изотермического циклонного потока на модели топочной камеры. В кн.: Вопросы аэродинамики и теплопередачи в котельно-топочных процесах. Госэнергоиздат, 1958, с. 150−165.

54. Овчинников A.A., Николаев H.A. 0 торцевом эффекте в вихревых камерах с тангенциальным вводом газа. Труды Казан, хим.-технол. ин-та, 1972, вып. 48, с. 83−90.

55. Овчинников A.A., Николаев H.A. Определение радиуса вихря в вихревых газовых камерах. Труды Казан, хим.-технол. ин-та, 1973, вып. 51, с. 9−14.

56. Сабуров Э. Н. К методике расчета вихревых нагревательных камер. Изв. вузов СССР — Энергетика, 1973, 1 3, с. 136−139.

57. Сабуров Э. Н., Карпов C.B. О методике расчета аэродинамики циклонно-вихревых нагревательных устройств. Изв. вузов СССРЭнергетика, 1975, В 8, с. 71−77.

58. Сабуров Э. Н. и др. Исследование пограничного слоя на поверхности цилиндра в циклонном потоке. Изв. вузов СССР — Энергетика, 1977, Л 6, с. 86−93.

59. Смульский И. И., Кислых В. И. Исследование полей скорости и давления в вихревой камере. В кн.: Исследования по гидродинамике и теплообмену. Новосибирск, 1976, с. 200−206.

60. Смульский И. И. Об особенностях измерения скорости и давления в вихревой камере .-В кн.: Теплофизика и физическая гидродинамика. Институт теплофизики, Новосибирск, 1978, с. 125−132.

61. Страхович К. И., Михайлов П. М., Сабуров Э. Н. Некоторые результаты исследования аэродинамики вихревых загруженных камер. Изв. вузов СССР. Энергетика, 1968, 1 4.

62. Стуров Г. И. Исследование закрученного потока вязкой несжимаемой жидкости в цилиндрической трубе. В кн.: Аэрогазодинамика. Из-во «Наука», Новосибирск, 1973, с. I34-I4I.

63. Стуров Г. Е. Приближенный расчет развития закрученного потока вязкой несжимаемой жидкости в цилиндрической трубе. В кн.: Некоторые вопросы исследования вихревого эффекта и его промышленное применение. Куйбышев, 1974, с. 2II-2I9.

64. Сухович ЕЛ. Аэродинамика вихревой камеры. Изв. АН Латв. ССР, физ. и техн. наук, 1969, № 4, с. 78−88.

65. Сухович E.II., Мельников B.K., Бавгородний В. А. Распределение давления в вихревой камере. Изв. АН Латв. СССР, физ. и техн. наук, 1969, Л 4, с. 84−89.

66. Сухович Е. П. Аэродинамика и конвективный теплообмен в вихревой камере. Автореферат кандидатской диссертации, Рига, 1970, с. 25.

67. Сухович Е. П. Экспериментальное исследование струйного смешения в ограниченном закрученном потоке. Изв. АН Латв. ССР, Сер. физ. и техн. н., 1975, № 2, с. 57−63.

68. Теория топочных процессов. Под ред. Г. Ф. Кнорре1И.И.Палее-ва. М.-Л. Из-во «Энергия», 1966. 491 с.

69. Тонконогий A.B., Вышенский В. В. Исследование конвективного теплообмена на моделях циклонных камер. В кн.: Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики, вып. I. Из-во «Наука», Алма-Ата, 1964.

70. Ульянов A.B., Кожахметов Д. Б. Аэродинамические характеристики отстойника плавильного агрегата. В кн.: Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики, вып. I, из-во «Наука», Алма-Ата, 1964.

71. Устименко Б. П., Бухман М. А. Турбулентная структура потока в циклонной камере. Теплоэнергетика, 1968, № 2, с. 64−67.-m.

72. Устименко Б. П., Бухман М. А. Исследование осредненных и пульсационных характеристик течения в циклонных камерах, В кн.: Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики, вып. 5, Из-во «Наука», Алма-Ата, 1969, с. 95−105.

73. Устименко Б. П., Гобызова Н. Д. Расчет турбулентных характеристик течения в циклонной камере. В кн.: Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики, вып. 10, из-во «Наука», Алма-Ата, 1975, с. 64−70.

74. Устименко Б. П. Процессы турбулентного переноса во вращающихся течениях. Из-во «Наука», Алма-Ата, 1977, 228 с.

75. Шваб В. А. К вопросу обобщения полей скорости турбулентного потока в циклонной камере. Инж.физ. журн., 1963, том. 6,1. Л 2, с. 102−108.

76. Штым А. Н., Михайлов П. М. К аэродинамике закрученного потока в циклонно-вихревых камерах. Изв. высших уч. зав. Энергетика, 1965, & II, с. 50−53.

77. Штым А. Н. Определение масштабных величин при аэродинамическом расчете циклонно-вихревых камер. Труды ДВ1Ш, 67. Владивосток, 1968, с. 81−86.

78. Штым А. Н., Латкин A.C. О нулевом уровне статичнского давления в циклонно-вихревых камерах. Инж. физ. журнал, 1974, т. 27, I 3, с. 532−533.

79. Штым А. Н. Номограммныи метод расчета циклонно-вихревых камер. В кн.: Эффективность теплоэнергетических процессов. Межвузовским сборник, вып. I, Владивосток, 1976, с. 170−178.

80. Якубов Г. В. К решению задачи о движении потока в циклонной камере. В кн.: Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики, вып. 6, из-во «Наука», Алма-Ата, 1970, с. 195−202.

81. Bradley D. The Hydrocyclone. Pergamon Press. Oxford-London at all. 1965, 330 p.

82. Burgers J.M. Application of a model system to illustrate some points of the statistical theory of free turbulence. Proc. Acad. Sci. Amsterdam, 1940, vol. 43, H 1, p. 2−12.

83. Burgers J.M. A mathematical model illustrating the theory of turbulence" Advances in Applied Mechanics. Academic Press, 1948, vol. 1, p. 197−199.

84. Holman J, P., Moore G.D. An experimental study of vortex chamber flow. Tr. ASHE, Ser. D. J. Basic Engineering, 1961, v. 83, I 4, p# 632−636.

85. Keyes J.J. An experimental study of gas dynamics in high velocity vortex flow. In: Proceedings of the 1960 Heat Transfer and Fluid Mechanics Institute, 1960, Stanford, p. 31−46.

86. Kotas T.J. Turbulent boundary layer flow on the end wall of a cylindrical vortex chamber. Heat and Fluid flow, 1975″ Vol. 5, I 2, p. 77−87#.

87. Lewellen W.S. Magnetohydrodynamically driven vortices.-In: Proceedings of the 196O Heat Transfer and Fluid Mechanics Institute, I960, Stanford, p. 1−15.

88. Lewellen W.S. A solution for three-dimensional vortex flows with strong circulation. J. Fluid Mech., 1962, Vol. 14, B 3″ |>. 420−432.

89. Rott N., Lewellen W.S. Boundary layers and their interactions in rotating flows* Boundary layers and their interactions in rotating flows. Progress in Aironautical Sciences, Vol* 7* Pergamon Press, 1966, p. 111−144.

90. Sullivan R. D* A two-cell vortex solution of the Havier-Stokes Equations. J* of the Aerospace Sciences, 1959, Vol* 26, I 11, p. 767*110* Terril R.M., Thorns P.W. Spiral flow in a porous pipe* -fhe Phys. of Fluids, 1973, V. 16, Ji 3, p. 353−359*.

91. Wan C*A*, Chang G.C. Measurement of the velocity field in a simulated tornado-like vortex using a three-dimansional velocity probe. Journal of the Atmospheric Science, 1972, Vol. 29, «1, P* 116−126*1. Т7ЧГ —1. ПНШЖШИЕ.