5. Расчет распределений скоростей и давлений в циклонной камере.
Плотность воздуха во входных каналах циклонной камеры:
кг/м^3
Избыточное статистическое давление потока в точке замера:
мм.вод.ст
Плотность воздуха в произвольной точке потока:
кг/м^3
Полная скорость потока в точке замера:
м/с
Безразмерная осевая составляющая полной скорости:
Безразмерная вращательная составляющая полной скорости потока:
Безразмерная вращательная составляющая полной скорости потока:
Безразмерное избыточное полное давление в точке замера:
Безразмерное избыточное статистическое давление воздуха на боковой поверхности циклонной камеры:
Соотношение избыточных статистических давлений на боковой поверхности и во входных каналах:
Суммарный коэффициент сопротивления по входу :
Коэффициент кинематической вязкости воздуха при входных условиях:
Число Рейнольдса, определяющее начало автомодельной области течения:
92728< 701348 , значит течение автомодельное
6.Расчет распределений скоростей и давлений по методике
аэродинамического расчета.
Безразмерная площадь входа:
Безразмерный средний радиус входа потока:
Безразмерный радиус ядра потока:
Относительная площадь выхода потока:
Соотношение площадей входа и выхода потока:
Безразмерный радиус:
Безразмерный радиус осесимметричного ядра потока:
Коэффициент крутки в ядре потока:
Эффективная относительная площадь входа:
Результат обобщенных данных:
Вращательная скорость на границе ядра потока:
Безразмерная максимальная вращательная составляющая скорости течения в ядре потока:
В зоне квазитвердого вращения распределение:
Распределение в квазипотенциальной зоне:
Избыточное
статистическое давление на боковой
поверхности циклонной камеры:
Соотношение статистических давлений на боковой поверхности циклонной камеры и во входных каналах:
Суммарный коэффициент сопротивления по входу:
Распределение безразмерного статистического давления по радиусу циклонной камеры:
для
зоны квазитвердого вращения:
для
зоны квазипотенциального вращения
(
)
7. Литература
Сабуров Э. Н., Карпов С. В. Аэродинамика циклонной камеры: Методические указания к учебной исследовательской работе по курсу “Гидромеханика и газовая динамика”. – РИО АЛТИ, 1980. – 36 с.
Сабуров Э. Н., Леухин Ю. Л. ,Осташев С. И. , Орехов А. Н. Рекуперативные устройства с повышенной тепловой эффективностью. – 4-14 с.
Сабуров Э. Н. , Карпов С. В. Циклонные устройства в деревообрабатывающем и целлюлозном производстве. – 5-138 с.
Сабуров Э. Н. Циклонные нагревательные устройства с интенсифицированным конвективным теплообменом. Арх. гос. техн. ун-т. – Архангельск: Сев. – Зап. кн. Издательство, 1995. – 267-297 с.
8. Приложения
Таблица 1 –Исходные данные
|
|
|
|
студент |
- |
Умуев |
|
|
|
|
курс |
- |
3 |
|
|
|
|
группа |
- |
140106.64 |
|
|
|
|
вариант |
- |
18 |
|
Коэффициент Кц |
|
- |
0,985 | ||
|
Коэффициент Кц-б |
|
- |
1,231 | ||
|
Диаметр камеры Dk, м |
|
- |
0,31 | ||
|
Длина камеры Lk (безр.) |
- |
1,55 | |||
|
Отн. площадь входа fвх (безр.) |
- |
0,0477 | |||
|
Отн. высота шлицев hвх (безр.) |
- |
0,0645 | |||
|
Диаметр вых. отверстия dвых (безр.) |
- |
0,3 | |||
|
Шероховатость камеры del (безр.) |
- |
0 | |||
|
Изб. стат. давление во входных каналах |
| ||||
|
|
Рс.вх, мм.вод.ст. |
|
- |
299,6 | |
|
Изб. стат. давление на боковой поверхности |
| ||||
|
|
Рс.ст, мм.вод.ст. |
|
- |
300 | |
|
Температура на входе tвх, град. С |
- |
25,85 | |||
|
Скорость воздуха на входе Vвх, м/с |
- |
33,71 | |||
|
Барометрическое давление В, мм.рт.ст. |
- |
771,6 | |||
|
Введите число опытов N |
- |
23 | |||
|
|
|
|
|
|
23 |
|
|
ПАРАМЕТРЫ ТОЧЕК |
|
23 | ||
|
N |
Y |
A1 |
A2 |
УГОЛ |
23 |
|
1 |
0 |
38 |
335 |
-14 |
23 |
|
2 |
5,5 |
68 |
350 |
-13,5 |
23 |
|
3 |
7,5 |
74 |
351 |
-11 |
23 |
|
4 |
7,5 |
84 |
346 |
-6,5 |
23 |
|
5 |
7,5 |
90 |
343 |
-5 |
23 |
|
6 |
7,5 |
97 |
341 |
-2,5 |
23 |
|
7 |
7,5 |
108 |
337 |
-2 |
23 |
|
8 |
7,5 |
125 |
335 |
-1,5 |
23 |
|
9 |
7,5 |
139 |
331 |
1 |
23 |
|
10 |
7,5 |
156 |
325 |
-1,5 |
23 |
|
11 |
7,5 |
171 |
311 |
1 |
23 |
|
12 |
7,5 |
171 |
286 |
2 |
23 |
|
13 |
5 |
167 |
260 |
2,5 |
23 |
|
14 |
7,5 |
148 |
212 |
1 |
23 |
|
15 |
7,5 |
133 |
164 |
0,5 |
23 |
|
16 |
7,5 |
115 |
117 |
-1,5 |
23 |
|
17 |
7,5 |
97 |
72 |
-2,5 |
23 |
|
18 |
7,5 |
78 |
28 |
-5 |
23 |
|
19 |
7,5 |
52 |
-18 |
-3 |
23 |
|
20 |
7,5 |
28 |
-58 |
-3,5 |
23 |
|
21 |
2,5 |
9 |
-68 |
-17,1 |
23 |
|
22 |
7,5 |
0 |
-96 |
-88,5 |
23 |
|
23 |
2 |
0 |
-96 |
-78 |
23 |
Таблица 2 –Расчет распределений скоростей и давлений в циклонной камере,определение основных аэродинамических характеристик.
|
N |
Pc |
|
V |
ŵx |
ŵφ |
ρвх |
Рс_ |
Рп_ |
Рс.ст._ |
Рс.вх._ |
ζ |
νвх |
Reвхавт |
Reвх |
|
1 |
304,5938 |
1,2340 |
22,1501 |
-0,1590 |
0,6376 |
1,2335 |
4,2622 |
4,6876 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
2 |
295,589 |
1,2330 |
29,6428 |
-0,2053 |
0,8551 |
1,2335 |
4,1362 |
4,8975 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
3 |
291,788 |
1,2326 |
30,9284 |
-0,1751 |
0,9006 |
1,2335 |
4,0830 |
4,9115 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
4 |
278,7864 |
1,2311 |
32,9718 |
-0,1107 |
0,9718 |
1,2335 |
3,9010 |
4,8416 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
5 |
270,9854 |
1,2302 |
34,1414 |
-0,0883 |
1,0089 |
1,2335 |
3,7919 |
4,7996 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
6 |
263,3842 |
1,2293 |
35,4568 |
-0,0459 |
1,0508 |
1,2335 |
3,6855 |
4,7716 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
7 |
250,5825 |
1,2279 |
37,4356 |
-0,0388 |
1,1098 |
1,2335 |
3,5064 |
4,7156 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
8 |
234,9797 |
1,2261 |
40,3035 |
-0,0313 |
1,1952 |
1,2335 |
3,2881 |
4,6876 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
9 |
219,7774 |
1,2243 |
42,5308 |
0,0220 |
1,2615 |
1,2335 |
3,0753 |
4,6317 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
10 |
200,1747 |
1,2221 |
45,0979 |
-0,0350 |
1,3374 |
1,2335 |
2,8010 |
4,5477 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
11 |
174,1722 |
1,2191 |
47,2738 |
0,0245 |
1,4022 |
1,2335 |
2,4372 |
4,3518 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
12 |
149,1722 |
1,2163 |
47,3293 |
0,0490 |
1,4032 |
1,2335 |
2,0874 |
4,0020 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
13 |
126,3729 |
1,2137 |
46,8226 |
0,0606 |
1,3877 |
1,2335 |
1,7683 |
3,6382 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
14 |
93,57595 |
1,2099 |
44,1469 |
0,0229 |
1,3094 |
1,2335 |
1,3094 |
2,9665 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
15 |
57,57839 |
1,2058 |
41,9213 |
0,0109 |
1,2435 |
1,2335 |
0,8057 |
2,2948 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
16 |
24,98132 |
1,2021 |
39,0418 |
-0,0303 |
1,1578 |
1,2335 |
0,3496 |
1,6372 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
17 |
-5,61576 |
1,1986 |
35,9086 |
-0,0465 |
1,0642 |
1,2335 |
-0,0786 |
1,0075 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
18 |
-34,41267 |
1,1953 |
32,2446 |
-0,0834 |
0,9529 |
1,2335 |
-0,4815 |
0,3918 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
19 |
-59,60845 |
1,1924 |
26,3594 |
-0,0409 |
0,7809 |
1,2335 |
-0,8341 |
-0,2519 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
20 |
-80,40455 |
1,1900 |
19,3618 |
-0,0351 |
0,5733 |
1,2335 |
-1,1251 |
-0,8116 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
21 |
-75,20146 |
1,1906 |
10,9744 |
-0,0957 |
0,3112 |
1,2335 |
-1,0523 |
-0,9515 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
22 |
-96 |
1,1882 |
0,0000 |
0,0000 |
0,0000 |
1,2335 |
-1,3433 |
-1,3433 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
|
23 |
-96 |
1,1882 |
0,0000 |
0,0000 |
0,0000 |
1,2335 |
-1,3433 |
-1,3433 |
4,197881 |
4,192 |
5,1923 |
0,0000149 |
92728 |
700998 |
Таблица 3– Расчёт аэродинамики расчётной камеры
Таблица 4 – данные для графика
|
N п/п |
r/rm |
r,мм |
ŵx |
ŵφ |
Рс |
Рп |
r/rm |
W |
Pc_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0,0000 |
-3,9843 |
|
|
2,080537 |
155 |
0,000 |
0,000 |
|
|
0,1 |
0,3692 |
-3,8391 |
|
1 |
2,080537 |
155 |
-0,159 |
0,638 |
4,262 |
4,688 |
0,2 |
0,6769 |
-3,4678 |
|
2 |
2,006711 |
149,5 |
-0,205 |
0,855 |
4,136 |
4,898 |
0,3 |
0,9373 |
-2,9418 |
|
3 |
1,90604 |
142 |
-0,175 |
0,901 |
4,083 |
4,912 |
0,4 |
1,1605 |
-2,3096 |
|
4 |
1,805369 |
134,5 |
-0,111 |
0,972 |
3,901 |
4,842 |
0,5 |
1,3539 |
-1,6044 |
|
5 |
1,704698 |
127 |
-0,088 |
1,009 |
3,792 |
4,800 |
0,6 |
1,5231 |
-0,8498 |
|
6 |
1,604027 |
119,5 |
-0,046 |
1,051 |
3,686 |
4,772 |
0,7 |
1,6724 |
-0,0625 |
|
7 |
1,503356 |
112 |
-0,039 |
1,110 |
3,506 |
4,716 |
0,8 |
1,8052 |
0,7451 |
|
8 |
1,402685 |
104,5 |
-0,031 |
1,195 |
3,288 |
4,688 |
0,9 |
1,9239 |
1,5643 |
|
9 |
1,302013 |
97 |
0,022 |
1,261 |
3,075 |
4,632 |
1 |
2,0308 |
2,3884 |
|
10 |
1,201342 |
89,5 |
-0,035 |
1,337 |
2,801 |
4,548 |
1,1 |
1,9341 |
3,1377 |
|
11 |
1,100671 |
82 |
0,024 |
1,402 |
2,437 |
4,352 |
1,2 |
1,8462 |
3,7595 |
|
12 |
1 |
74,5 |
0,049 |
1,403 |
2,087 |
4,002 |
1,3 |
1,7659 |
4,2817 |
|
13 |
0,932886 |
69,5 |
0,061 |
1,388 |
1,768 |
3,638 |
1,4 |
1,6923 |
4,7249 |
|
14 |
0,832215 |
62 |
0,023 |
1,309 |
1,309 |
2,967 |
1,5 |
1,6247 |
5,1044 |
|
15 |
0,731544 |
54,5 |
0,011 |
1,244 |
0,806 |
2,295 |
1,6 |
1,5622 |
5,4322 |
|
16 |
0,630872 |
47 |
-0,030 |
1,158 |
0,350 |
1,637 |
1,7 |
1,5043 |
5,7172 |
|
17 |
0,530201 |
39,5 |
-0,046 |
1,064 |
-0,079 |
1,007 |
1,8 |
1,4506 |
5,9668 |
|
18 |
0,42953 |
32 |
-0,083 |
0,953 |
-0,482 |
0,392 |
1,9 |
1,4006 |
6,1865 |
|
19 |
0,328859 |
24,5 |
-0,041 |
0,781 |
-0,834 |
-0,252 |
2 |
1,3539 |
6,3811 |
|
20 |
0,228188 |
17 |
-0,035 |
0,573 |
-1,125 |
-0,812 |
2,1 |
1,3102 |
6,5542 |
|
21 |
0,194631 |
14,5 |
-0,096 |
0,311 |
-1,052 |
-0,952 |
2,2 |
1,2693 |
6,7090 |
|
22 |
0,09396 |
7 |
0,000 |
0,000 |
-1,343 |
-1,343 |
2,3 |
1,2308 |
6,8479 |
|
23 |
0,067114 |
5 |
0,000 |
0,000 |
-1,343 |
-1,343 |
2,4 |
1,1946 |
6,9731 |
Значение r, при котором ŵφ максимальна= 74,5
Рис.8.1. Распределение безразмерных тангенсальных и осевых скоростей по радиусу циклонной камеры
Рис.8.2. Распределение безразмерных полного и статического давления по радиусу циклонной камеры
Рис.8.3. Распределение безразмерной вращательной скорости и её сопоставление с опытными данными
Рис.8.4. Распределение статического давления циклонной камеры и сопоставление с опытными данными