книги из ГПНТБ / Дмитриев Ю.Я. Гидравлические импульсные струи на лесосплаве

ИМПУЛЬСНЫЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СТРУИ НА ЛЕСОСПЛАВЕ

ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ В ПОТОКЕ, ВОЗБУЖДЕННОМ ИМПУЛЬСНОЙ СТРУЕЙ

Движение лесоматериалов на поверхности возбужденного по­ тока, создаваемого импульсной струей, является совершенно но­ вым, неизученным явлением.

Поскольку каких-либо сведений по этому вопросу в литературе не имеется, то при исследовании их изучалось влияние на продви­ жение лесоматериалов следующих факторов: размера струеобра­ зующего насадка гидроускорителя, глубины подтопления насадка гидроускорителя, глубины подтопления бонов коридора, ширины коридора, глубины потока, начальных параметров импульсной струи. Масштаб моделирования был принят возможно крупным и равным 20.

Для сопоставления транспортных характеристик потока, созда­ ваемого импульсной струей, с потоками, образуемыми стационар­ ными гидравлическими струями, проводились опыты по изучению транспортных характеристик в сплошных потоках при одинаковых влияющих факторах.

При этом сопоставления проводились также с двумя сплош­ ными потоками:

сплошным потоком, образуемым стационарной струей, имею­ щей расход, одинаковый со средним расходом импульсной струн; сплошным потоком, имеющим мощность, одинаковую с мощ­

ностью, затрачиваемой на создание пульсирующего потока. Исследования велись в направлении определения скоростей

движения щети бревен и пучков в указанных выше потоках. Во время движения щети в коридоре и лотке фиксировалось:

текущее время прохождения хвоста щети через намеченные створы;

время начала движения головы щети; полное время выхода всей щети из коридора с момента пуска

ускорителя.

Исследование движения лесоматериалов в пучках проводилось для одного пучка, пускаемого по оси потока, и для партии из пяти пучков с различным расположением их в потоке.

Скорости движения замерялись как при движении пучка из со­ стояния покоя, так и при движении пучка, находящегося в уже установившемся пульсирующем или сплошном потоке. При этом пусковой створ для пучка принимался на различных расстояниях от выходного сечения насадка (25, 75 и 125 см). .

Наблюдения за движением партии пучков производились лишь при движении их из состояния покоя, причем фиксировалось время прохождения каждого створа первыми и последними пуч­ ками партии, а также время выхода из коридора каждого пучка.

Анализ результатов наблюдений за передвижением в коридоре поперечной плотной и разреженной щети показывает:

100

всравнении со сплошным потоком, имеющим одинаковую на­ чальную мощность (Nnu = Nc.п), на начальном участке длиной до 150d скорость движения леса выше в сплошном потоке, на осталь­ ном протяжении коридора скорость в пульсирующем потоке выше как для плотной, так и для разреженной щетн;

всплошном потоке при Qml= Qc.n движения плотной и разре­ женной щетн при незначительных расходах не происходило— ^ щеть останавливалась, тогда как в пульсирующем потоке при тех же расходах щеть свободно выходила из коридора;

движение поперечной щети бревен в пульсирующем потоке зна­ чительно лучше, чем в потоках, создаваемых обеими равными по расходам и мощности стационарными струями, т. е. щеть движется более равномерно, без уплотнений в хвосте щети, задерживающих

еедвижение, что наблюдалось в сплошных потоках;

волнообразное движение свободной поверхности пульсирую­ щего потока создает колебательное движение древесины, распо­ ложенной на его поверхности: уменьшает силы трения как между отдельными бревнами щети, так и между древесиной и бонами; дает меньшую вероятность образования заторов и обеспечивает лучший выход древесины из коридора;

малое .затопление насадка создает более благоприятные усло­ вия продвижения древесины в пульсирующем потоке, скорость движения щетн в этом случае возрастает с уменьшением подтоп­ ления насадка.

С увеличением диаметра насадка возрастание скорости более

щеть движется с меньшими скоростями, чем поперечная. Сравнение скоростей движения партий бревен, установленных

в различные виды щети в пульсирующем потоке, со скоростью движения в сплошном потоке, при равных расходах показало, что максимальные и средние .скорости движения леса в пульсирующем потоке несколько больше, чем в сплошном. Число бревен, останав­ ливающихся у стенок лотка и коридора, значительно меньше в пульсирующем потоке. Основная часть бревен двигается более компактно, и только отдельные бревна плывут с меньшей скоро­ стью. ' і '

При сравнении движения партии бревен в пульсирующем по­ токе, распространяющемся в коридоре и в лотке, оказывается, что скорости движения в лотке несколько больше, чем в кор’и- доре.

В результате проведенных экспериментальных исследований было установлено^ что скорости движения партии пучков в пуль­ сирующем потоке больше, чем в сплошном, имеющем равный на­ чальный расход. Уменьшение затопления насадка существенно ска­ зывается на скорости движения партии пучков в пульсирующем потоке. При затоплении насадка до его верхней кромки выходного отверстия скорость увеличивается более чем в 1,5 раза.'

101

На основании анализа опытных данных можно сделать ряд за­ ключений.

1. При движении одиночного пучка как в установившемся пульсирующем потоке, так и из состояния покоя наблюдается не­ которое увеличение скорости на начальном участке его пути неза­ висимо от створа пуска. По мере приближения пучка к выходному створу скорость движения уменьшается.

Аналогичная закономерность наблюдается также и при движе­ нии пучка в сплошных потоках, однако в пульсирующих потоках эта разница скоростей меньше, чем в сплошных.

2. С увеличением заглубления насадка скорость движения оди­ ночного пучка в пульсирующих потоках уменьшается подобно' тому, как это имеет место в сплошных потоках. Наибольшие ско­ рости движения пучок приобретает при нулевом заглублении на­ садка.

3. С увеличением заглубления стенок коридора скорость дви­ жения одиночного пучка в пульсирующем потоке так же, как и в сплошном потоке, увеличивается, при этом скорость движения пучка в пульсирующих потоках при исследованных заглублениях стенок коридора больше скорости движения пучка в сплошном потоке.

При доведении стенок коридора до дна лотка скорости движе­ ния пучка в пульсирующем потоке выравниваются со скоростями движения пучка в сплошном установившемся потоке; а в осталь­ ных случаях становятся значительно больше последних.

Это объясняется тем, что сплошная струя, растекаясь, прижи­ мает пучок к стенкам коридора, в то время как в пульсирующем потоке этого не наблюдается.

НЕКОТОРЫЕ СООБРАЖЕНИЯ ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ И РАСЧЕТУ ИМПУЛЬСНОГО ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УСКОРИТЕЛЯ

Способность импульсных гидравлических струй, создаваемых импульсными гидроускорителями, аккумулировать большие (в сравнении со стационарными) запасы энергии при одних и тех же напорах и расходах открывает перспективу применения их не только на.лесосплаве, но и в других отраслях народного хо­ зяйства. А поэтому возникает необходимость в разработке наи­ более эффективных конструкций гидроускорителей, создающих им­ пульсные струи.

При конструировании, расчете импульсного гидроускорителя на принципе ЭГЭ необходимо обратить внимание на следующие положения:

1. Размеры рабочей полости ускорителя зависят от длины ос­ новного разрядного промежутка и степени его подтопления. Диа­ метр поперечного сечения гидроускорителя не может быть меньше трехкратной длины основного разрядного промежутка. При длине основного разрядного промежутка 40 мм и рабочем напряжении 74 кв высота гидроускорителя не должна превышать 340 мм.

102

V

И З Д А Т Е Л Ь С Т В О

•ЛЕСНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ*

' Л