ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА ВЕЛИЧИН НАГРЕВА ВОЗДУХА В ДВУХРОТОРНОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ КАМЕРЕ
Определение величины нагрева воздуха в двухроторной камере аэродинамического нагрева можно осуществить двумя методами. Суть первого метода в том, что величина нагрева воздуха в двухроторной аэродинамической камере рассчитывается в зависимости от полного давления, развиваемого центробежными вентиляторами и их полезного действия. Это можно определить по формуле (1):
Т3= Т1+2Т1× (1)
где Т3 - температура воздуха на выходе из 2-го вентилятора, °С;
Т1 - температура воздуха на входе на 1-й вентилятор, °С;
Т2 - температура воздуха на выходе из 1-го вентилятора, °С;
Т2 - одновременно является температурой на входе во второй вентилятор. В процессе преобразования формулы (1) температура Т2 была исключена.
На -величина атмосферного давления, Па;
НП1 - величина давления, развиваемая первым вентилятором, Па;
НП2 - величина давления, развиваемая вторым вентилятором, Па;
К - постоянная диабаты, К = 1,4;
ηв1 - КПД 1-го вентилятора, ηв1 = 0,6;
ηв2 - КПД 2-го вентилятора, ηв2 = 0,7.
Сущность второго метода определения величины нагрева воздуха в двухроторной аэродинамической камере нагрева заключается в следующем.
Теплоотдача при больших скоростях течения газов имеет ряд особенностей. В случае больших скоростей гидродинамические процессы и процессы теплообмена непрерывно связаны. Течение хаpaктеризуется взаимным преобразованием внутренней кинетической энергии ротора и расширением газа. При адиабатическом течении газа (Q = 0) возрастание его кинетической энергии w22 может происходить только при понижении энтальпии. И наоборот, возрастанию энтальпии будет соответствовать уменьшение кинетической энергии и, следовательно, скорости. Изменение энтальпии, в конечном счете, приводит к изменению температуры газа.
Энтальпия при полном адиабатическом торможении газа, называется энтальпией адиабатического торможения, она равна:
i0 = i + (2)
Температура Т0, которую принимает воздух (газ) при полном адиабатическом торможении, называется температурой торможения.
Подставив в уравнение (2) значение энтальпии для термодинамических идеальных газов i = Ср×Т и разделив левую и правую части на Ср, получим:
Т0 = Т + (3)
Из термодинамики известно, что отношение кинетической энергии потока и его энтальпии равно:
(4)
где К = Ср/ Сп - отношение удельных теплоемкостей при постоянных давлениях и объеме;
- отношение скорости потока к скорости звука, обозначается М и называется числом Маха.
При М < 1 - поток называется дозвуковым, если М = 1 - звуковым и если М > 1 сверхзвуковым. Из уравнений (3), (4) можно написать
Т0 = Т + Т× (5)
В таблице 1 приведены данные расчетов по формулам (1) и (5) при начальной температуре воздуха в камере Т = 20°С.
Таблица 1. Расчетные и фактические данные Т0 среды в камере
№№ |
Время |
Значения температуры среды в камере, 0С |
||
п/п |
мин. |
по формуле 1 |
по формуле 5 |
фактически |
1. |
5 |
20 |
20 |
24 |
2. |
10 |
26 |
21,6 |
27 |
3. |
15 |
33,7 |
23,4 |
29 |
4. |
20 |
43,6 |
25,4 |
32 |
5. |
25 |
56,5 |
27,5 |
35 |
Анализируя данные таблицы видно, что расхождение в определении температуры среды через 25 мин. по формулам и по экспериментальным данным составляет от 30 до 40 %.
Определение температуры среды по формулам (1) и (5) не связано с прострaнcтвенно-временными функциями, и не дает достаточной точности в определении температуры, поэтому необходимо разработать теоретические основы расчета двухроторных аэродинамических камер, обеспечивающих применение их в промышленности.
При расчетах необходимо учитывать, что хаpaктер аэродинамических потерь в двухроторных установках может быть несколько иным, чем в однороторных.
Проведя ряд исследований, было установлено, что для двухроторных установок аэродинамического нагрева необходимо делать кожух в форме параллелепипеда с зазором между ротором и стенками (0,3 ≤ δ ≤ 0,45) D2.
Кожух, имеющий форму параллелепипеда, можно рассматривать как эффективный завихритель по сравнению с кожухом цилиндрическим, который применяется для создания напора и имеет незначительное сопротивление для движения в нем воздуха.
Завихрителями потока воздуха служат, во-первых, подача роторами потоков воздуха друг на друга, вращающимися в разные стороны, во-вторых, поток воздуха, выходящий с наружного ротора, встречается с потоком воздуха, отраженного от стенок кожуха.
В связи с тем, что при некотором удалении стенок кожуха от внешнего ротора потери на удар будут минимальными, а частота колебаний турбулентных потоков (выходящих и отраженных) совпадает, то происходит увеличение завихрения, вызывающее дополнительный нагрев воздуха, что и было получено в опытах на экспериментальной установке. В результате этого превращение кинетической энергии воздуха в тепловую происходит на более высоком уровне, чем при применении специальных завихрителей, которые гасят кинетическую энергию и значительно снижают напор воздуха.
Как показал анализ исследований, проведенных на экспериментальной аэродинамической двухроторной установке, расход мощности на сушку материала составил 50%, а общий КПД установки равен 85%.
Выводы:
1. Применяемые формулы для расчета температуры среды в однороторных аэродинамических камерах неприемлемы для двухроторных.
2. Исследования показали, что хаpaктер аэродинамических потерь в двухроторных установках несколько иной, чем в однороторных. Во-первых, это связано с тем, что подача потоков воздуха роторами, вращающимися в разные стороны, осуществляется друг на друга, а во-вторых, поток воздуха, выходящий с наружного ротора, встречается с потоком воздуха, отраженным от стенок кожуха.
3. Воздух в параллелепипедной камере претерпевает резонанс, поэтому температура среды воздуха в двухроторной камере почти в два раза выше, чем в однороторной, и коэффициент полезного действия установки достигает 0,85.
Статья в формате PDF
244 KB...
08 12 2023 21:47:32
Статья в формате PDF
143 KB...
07 12 2023 19:24:28
Статья в формате PDF
113 KB...
03 12 2023 7:19:55
Статья в формате PDF
116 KB...
02 12 2023 20:18:45
Статья в формате PDF
116 KB...
01 12 2023 0:42:41
Статья в формате PDF
113 KB...
30 11 2023 23:22:18
Статья в формате PDF
109 KB...
29 11 2023 1:37:39
Статья посвящена решению проблемы сварки металлов, имеющих на поверхности тугоплавкие окисные пленки. Были проведены исследования дугового разряда обратной полярности, горящий между соплом плазменной горелки и изделием, возбуждаемый и стабилизируемый с помощью факела плазмы, в ходе экспериментов были получены сваренные образцы из цветных металлов и алюминия.
...
28 11 2023 2:29:30
Статья в формате PDF
157 KB...
27 11 2023 4:54:15
26 11 2023 8:30:32
Статья в формате PDF
150 KB...
25 11 2023 13:23:53
Статья в формате PDF
123 KB...
24 11 2023 1:47:17
Статья в формате PDF
108 KB...
23 11 2023 4:57:52
Плацентарную щелочную фосфатазу (ПЩФ) относят к белкам, ассоциированным с беременностью и опухолевым ростом. ПЩФ образуется в плаценте и фетальных тканях, в крови беременных женщин выявляется с 10–14 недель в количестве от 1,0 до 40,0 Ед/л, сохраняясь в кровотоке после родов в течение 10–14 дней.
ПЩФ является маркёром герминогенных опухолей, обнаруживается в биологических жидкостях, эпителиальных клетках, фибробластах стромы и эндотелии новообразующихся сосудов опухолевой ткани при paке лёгкого и других органов, что следует учитывать при назначении лечения.
...
22 11 2023 17:11:11
Сложность современной социально-экономической жизни России при переходе от социализации к рыночным отношениям. Необходимы особые инструменты для социализации общества к новым условиям жизни. Развитие теоретико-методологического инструментария социальной работы для дальнейшей социализации российского общества. Взаимодействие социальной работы и философии хозяйства при социализации.
...
21 11 2023 19:32:21
Статья в формате PDF
112 KB...
19 11 2023 16:25:56
Статья в формате PDF
111 KB...
18 11 2023 14:18:20
Проблема создания эффективных препаратов, обладающих выраженным репаративным эффектом и ускоряющих процессы заживления ран после перенесенного механического воздействия, продолжает оставаться очень актуальной.
Исследование сводится к созданию биологического стимулятора для интенсификации и возможности скорейшего заживления поврежденных кожных покровов, а не к созданию фармакологического препарата или лекарственного средства
...
17 11 2023 12:52:30
Статья в формате PDF
108 KB...
16 11 2023 7:58:55
Статья в формате PDF
128 KB...
15 11 2023 7:41:35
Статья в формате PDF
310 KB...
14 11 2023 21:10:25
Статья в формате PDF
114 KB...
13 11 2023 16:50:39
12 11 2023 18:55:22
Статья в формате PDF
103 KB...
10 11 2023 10:31:37
Статья в формате PDF
100 KB...
09 11 2023 0:46:34
Статья в формате PDF
110 KB...
08 11 2023 11:36:39
Статья в формате PDF
134 KB...
07 11 2023 17:14:57
Статья в формате PDF
175 KB...
06 11 2023 13:47:54
Статья в формате PDF
119 KB...
05 11 2023 10:51:57
Статья в формате PDF
120 KB...
04 11 2023 7:55:52
Статья в формате PDF
114 KB...
02 11 2023 10:30:34
Статья в формате PDF
122 KB...
01 11 2023 8:43:31
Костная ткань обладает целым рядом уникальных физических свойств. Наиболее ценными с производственной точки зрения, представляются только некоторые из них: жесткость, твердость, упругость, эластичность. Наш научный интерес проявился на два основных свойства: жесткость и эластичность.
...
31 10 2023 10:17:32
Статья в формате PDF
107 KB...
30 10 2023 1:14:41
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::