4 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:
102081< 699463 , значит течение автомодельное
5 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:
31
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
(
)
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
-
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.
приложения
Таблица 1
|
|
|
|
КУРСОВАЯ РАБОТА |
|
|
|
|
|
|
Студент |
- |
Жданов |
|
|
|
|
Курс |
- |
3 |
|
|
|
|
Группа |
- |
140100.62 |
|
|
|
|
Вариант |
- |
11 |
|
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.) |
- |
0,0645 |
|||
|
Отн. высота шлицев hвх (безр.) |
- |
0,0477 |
|||
|
Диаметр вых. отверстия dвых (безр.) |
- |
0,4 |
|||
|
Шероховатость камеры del (безр.) |
- |
0 |
|||
|
Изб. стат. давление во входных каналах |
|
||||
|
|
Рс.вх, мм.вод.ст. |
|
- |
324,7 |
|
|
Изб. стат. давление на боковой поверхности |
|
||||
|
|
Рс.ст, мм.вод.ст. |
|
- |
300 |
|
|
Температура на входе tвх, град. С |
- |
26,6 |
|||
|
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 |
304,594 |
1,2309 |
22,1779 |
-0,1592 |
0,6384 |
1,2332 |
4,2629 |
4,6885 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
2 |
295,589 |
1,2299 |
29,6800 |
-0,2055 |
0,8561 |
1,2332 |
4,1369 |
4,8984 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
3 |
291,788 |
1,2295 |
30,9672 |
-0,1753 |
0,9018 |
1,2332 |
4,0837 |
4,9124 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
4 |
278,786 |
1,2280 |
33,0132 |
-0,1109 |
0,9730 |
1,2332 |
3,9018 |
4,8424 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
5 |
270,985 |
1,2271 |
34,1842 |
-0,0884 |
1,0102 |
1,2332 |
3,7926 |
4,8005 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
6 |
263,384 |
1,2262 |
35,5013 |
-0,0459 |
1,0521 |
1,2332 |
3,6862 |
4,7725 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
7 |
250,582 |
1,2248 |
37,4825 |
-0,0388 |
1,1112 |
1,2332 |
3,5070 |
4,7165 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
8 |
234,98 |
1,2230 |
40,3541 |
-0,0313 |
1,1967 |
1,2332 |
3,2887 |
4,6885 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
9 |
219,777 |
1,2213 |
42,5841 |
0,0220 |
1,2631 |
1,2332 |
3,0759 |
4,6325 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
10 |
200,175 |
1,2190 |
45,1544 |
-0,0351 |
1,3390 |
1,2332 |
2,8015 |
4,5485 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
11 |
174,172 |
1,2161 |
47,3330 |
0,0245 |
1,4039 |
1,2332 |
2,4376 |
4,3526 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
12 |
149,172 |
1,2132 |
47,3886 |
0,0491 |
1,4049 |
1,2332 |
2,0877 |
4,0027 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
13 |
126,373 |
1,2106 |
46,8813 |
0,0607 |
1,3894 |
1,2332 |
1,7687 |
3,6388 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
14 |
93,576 |
1,2069 |
44,2022 |
0,0229 |
1,3110 |
1,2332 |
1,3096 |
2,9670 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
15 |
57,5784 |
1,2028 |
41,9738 |
0,0109 |
1,2451 |
1,2332 |
0,8058 |
2,2953 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
16 |
24,9813 |
1,1991 |
39,0907 |
-0,0304 |
1,1592 |
1,2332 |
0,3496 |
1,6375 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
17 |
-5,6158 |
1,1956 |
35,9537 |
-0,0465 |
1,0655 |
1,2332 |
-0,0786 |
1,0077 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
18 |
-34,413 |
1,1923 |
32,2851 |
-0,0835 |
0,9541 |
1,2332 |
-0,4816 |
0,3919 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
19 |
-59,608 |
1,1894 |
26,3924 |
-0,0410 |
0,7819 |
1,2332 |
-0,8342 |
-0,2519 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
20 |
-80,405 |
1,1871 |
19,3861 |
-0,0351 |
0,5740 |
1,2332 |
-1,1253 |
-0,8117 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
21 |
-75,201 |
1,1876 |
10,9881 |
-0,0958 |
0,3116 |
1,2332 |
-1,0525 |
-0,9517 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
22 |
-96 |
1,1853 |
0,0000 |
0,0000 |
0,0000 |
1,2332 |
-1,3436 |
-1,3436 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
|
23 |
-96 |
1,1853 |
0,0000 |
0,0000 |
0,0000 |
1,2332 |
-1,3436 |
-1,3436 |
4,19865 |
4,544 |
5,5443 |
0,0000149 |
102081 |
699463 |
Таблица 3– Расчёт аэродинамики расчётной камеры
|
Безразмерная площадь входа |
|
0,6848 |
|
Безразмерный средний радиус входа потока |
|
0,9523 |
|
Безразмерный радиус ядра потока |
|
0,8474 |
|
Относительная площадь выхода потока |
|
0,1600
|
|
Соотношение площадей входа и выхода: |
|
0,4031
|
|
Коэффициент, учитывающий влияние относительной шероховатости: |
Кd |
1,0000 |
|
Безразмерный радиус |
|
0,3814
|
|
Безразмерный радиус осесимметричного ядра потока |
|
2,2218
|
|
Коэффициент крутки в ядре потока |
я |
1,6109
|
|
Эффективная относительная площадь входа |
|
0,4282
|
|
Безразмерный момента количества движения |
|
0,9453
|
|
Поправочный коэффициент, учитывающий влияние относительной шероховатости |
К |
1,0000 |
|
Вращательная скорость на границе ядра потока |
|
1,1156
|
|
Безразмерная максимальная вращательная составляющая скорости течения в ядре потока |
|
1,7971
|
|
Распределение в квазипотенциальной зоне |
|
1,4376
|
|
Распределение в зоне квазитвердого вращения |
|
1,1980
|
|
Избыточное статическое давление на боковой поверхности циклонной камеры |
|
6,1331
|
|
Безразмерный радиус рабочего объема |
|
2,6219
|
|
Безразмерный радиус соответствующий нулевому значению избыточного статистического давления |
|
0,6292
|
|
Относительное уменьшение запаса потенциальной энергии на входе в камеру |
|
0,9901
|
|
Суммарный коэффициент сопротивления ц.к. |
ζ |
7,6381
|
|
Распределение безразмерного статического давления по радиусу циклонной камеры: Для зоны квазитвердого вращения: |
|
-0,7690
|
|
Распределение безразмерного статического давления по радиусу циклонной камеры: Для зоны квазипотенциального вращения: |
|
4,4842
|
w
Таблица 4 – данные для графика
|
N п/п |
r/rm |
r,мм |
ŵx |
ŵφ |
Рс |
Рп |
r/rm |
W |
Pc_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0,0000 |
-2,6326 |
|
|
2,080537 |
155 |
0,000 |
0,000 |
|
|
0,1 |
0,3267 |
-2,5189 |
|
1 |
2,080537 |
155 |
-0,159 |
0,638 |
4,263 |
4,688 |
0,2 |
0,5990 |
-2,2281 |
|
2 |
2,006711 |
149,5 |
-0,206 |
0,856 |
4,137 |
4,898 |
0,3 |
0,8294 |
-1,8163 |
|
3 |
1,90604 |
142 |
-0,175 |
0,902 |
4,084 |
4,912 |
0,4 |
1,0269 |
-1,3212 |
|
4 |
1,805369 |
134,5 |
-0,111 |
0,973 |
3,902 |
4,842 |
0,5 |
1,1980 |
-0,7690 |
|
5 |
1,704698 |
127 |
-0,088 |
1,010 |
3,793 |
4,800 |
0,6 |
1,3478 |
-0,1781 |
|
6 |
1,604027 |
119,5 |
-0,046 |
1,052 |
3,686 |
4,772 |
0,7 |
1,4799 |
0,4383 |
|
7 |
1,503356 |
112 |
-0,039 |
1,111 |
3,507 |
4,716 |
0,8 |
1,5974 |
1,0707 |
|
8 |
1,402685 |
104,5 |
-0,031 |
1,197 |
3,289 |
4,688 |
0,9 |
1,7025 |
1,7121 |
|
9 |
1,302013 |
97 |
0,022 |
1,263 |
3,076 |
4,633 |
1 |
1,7971 |
2,3574 |
|
10 |
1,201342 |
89,5 |
-0,035 |
1,339 |
2,802 |
4,549 |
1,1 |
1,7115 |
2,9441 |
|
11 |
1,100671 |
82 |
0,025 |
1,404 |
2,438 |
4,353 |
1,2 |
1,6337 |
3,4310 |
|
12 |
1 |
74,5 |
0,049 |
1,405 |
2,088 |
4,003 |
1,3 |
1,5627 |
3,8400 |
|
13 |
0,932886 |
69,5 |
0,061 |
1,389 |
1,769 |
3,639 |
1,4 |
1,4975 |
4,1870 |
|
14 |
0,832215 |
62 |
0,023 |
1,311 |
1,310 |
2,967 |
1,5 |
1,4376 |
4,4842 |
|
15 |
0,731544 |
54,5 |
0,011 |
1,245 |
0,806 |
2,295 |
1,6 |
1,3823 |
4,7408 |
|
16 |
0,630872 |
47 |
-0,030 |
1,159 |
0,350 |
1,637 |
1,7 |
1,3311 |
4,9640 |
|
17 |
0,530201 |
39,5 |
-0,047 |
1,066 |
-0,079 |
1,008 |
1,8 |
1,2836 |
5,1594 |
|
18 |
0,42953 |
32 |
-0,083 |
0,954 |
-0,482 |
0,392 |
1,9 |
1,2393 |
5,3315 |
|
19 |
0,328859 |
24,5 |
-0,041 |
0,782 |
-0,834 |
-0,252 |
2 |
1,1980 |
5,4839 |
|
20 |
0,228188 |
17 |
-0,035 |
0,574 |
-1,125 |
-0,812 |
2,1 |
1,1594 |
5,6194 |
|
21 |
0,194631 |
14,5 |
-0,096 |
0,312 |
-1,052 |
-0,952 |
2,2 |
1,1232 |
5,7406 |
|
22 |
0,09396 |
7 |
0,000 |
0,000 |
-1,344 |
-1,344 |
|
|
|
|
23 |
0,067114 |
5 |
0,000 |
0,000 |
-1,344 |
-1,344 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Укажите значение r, при котором ŵφ максимальна |
74,5 |
|
|
|
|||||
Рисунок 7.1 - Распределение безразмерных тангенсальных и осевых скоростей по радиусу циклонной камеры
Рисунок 7.2 - Распределение безразмерных полного и статического давления по радиусу циклонной камеры
Рисунок 7.3 - Распределение безразмерной вращательной скорости и её сопоставление с опытными данными
Рисунок 7.4 - Распределение статического давления циклонной камеры и сопоставление с опытными данными