ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА ВЕЛИЧИН НАГРЕВА ВОЗДУХА В ДВУХРОТОРНОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ КАМЕРЕ > Полезные советы
Тысяча полезных мелочей    

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА ВЕЛИЧИН НАГРЕВА ВОЗДУХА В ДВУХРОТОРНОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ КАМЕРЕ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА ВЕЛИЧИН НАГРЕВА ВОЗДУХА В ДВУХРОТОРНОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ КАМЕРЕ

Комиссаров А.П. Швецов В.В. Швецова С.В. Статья в формате PDF 118 KB

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.



ВИНОКУРОВ ИВАН НИКОЛАЕВИЧ

ВИНОКУРОВ ИВАН НИКОЛАЕВИЧ Статья в формате PDF 285 KB...

18 04 2024 17:25:38

Изомерия и гомеостаз популяций

Изомерия и гомеостаз популяций Статья в формате PDF 102 KB...

06 04 2024 15:35:51

НАЧАЛЬНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ КРАНИАЛЬНЫХ БРЫЖЕЕЧНЫХ ЛИМФАТИЧЕСКИХ УЗЛОВ У БЕЛОЙ КРЫСЫ. II. ЛИМФОИДНАЯ ЗАКЛАДКА

НАЧАЛЬНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ КРАНИАЛЬНЫХ БРЫЖЕЕЧНЫХ ЛИМФАТИЧЕСКИХ УЗЛОВ У БЕЛОЙ КРЫСЫ. II. ЛИМФОИДНАЯ ЗАКЛАДКА Лимфоидная закладка краниальных брыжеечных лимфатических узлов определяется у плодов белой крысы 20-21 суток в результате инфильтрации лимфоцитами их стромальных зачатков. ...

01 04 2024 19:57:56

РОМАШОВ РОБЕРТ ВАСИЛЬЕВИЧ

РОМАШОВ РОБЕРТ ВАСИЛЬЕВИЧ Статья в формате PDF 174 KB...

30 03 2024 19:19:21

ЭКОЛОГИЧНАЯ ДРЕНАЖНАЯ ТЕХНИКА

ЭКОЛОГИЧНАЯ ДРЕНАЖНАЯ ТЕХНИКА Статья в формате PDF 266 KB...

24 03 2024 5:31:29

ТЕХНОЛОГИЯ ВОДНЫХ ЭКСТРАКТОВ ИЗ SAPONARIA OFFICINALIS L.

ТЕХНОЛОГИЯ ВОДНЫХ ЭКСТРАКТОВ ИЗ SAPONARIA OFFICINALIS L. Статья в формате PDF 126 KB...

22 03 2024 6:11:29

ОБ ОДНОЙ МОДЕЛИ РАВНОВЕСИЯ

ОБ ОДНОЙ МОДЕЛИ РАВНОВЕСИЯ Статья в формате PDF 137 KB...

18 03 2024 13:37:52

О ПЛАСТИЧЕСКОЙ ПОСТОЯННОЙ

О ПЛАСТИЧЕСКОЙ ПОСТОЯННОЙ Статья в формате PDF 513 KB...

16 03 2024 17:54:21

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 ::