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 271 KB...
28 04 2024 23:27:52
Статья в формате PDF 122 KB...
27 04 2024 9:27:54
Статья в формате PDF 241 KB...
26 04 2024 18:19:24
Статья в формате PDF 193 KB...
25 04 2024 11:18:11
Статья в формате PDF 210 KB...
24 04 2024 15:56:33
Статья в формате PDF 111 KB...
23 04 2024 11:52:48
Статья в формате PDF 127 KB...
22 04 2024 3:26:54
Статья в формате PDF 121 KB...
21 04 2024 13:54:29
Объект исследования – ива белая, которая распространена пpaктически по всей территории Европейской части России. За рубежом препараты и БАД из различных видов ивы активно применяются при заболеваниях суставов. В соответствии с Руководством по доклиническому изучению новых фармакологических веществ (Р.У.Хабриев, 2005) оценивали эффективность aнaльгетического действия и токсичность отваров коры и однолетних побегов ивы белой на мышах. Отвары коры и побегов ивы относятся к классу малоопасные соединения и проявляют выраженную aнaльгетическую активность, сопоставимую с препаратом сравнения aнaльгином (метамизол). ...
20 04 2024 6:59:59
Статья в формате PDF 274 KB...
19 04 2024 23:45:17
Статья в формате PDF 112 KB...
18 04 2024 8:36:18
Статья в формате PDF 130 KB...
17 04 2024 23:43:43
Статья в формате PDF 107 KB...
16 04 2024 4:26:45
Статья в формате PDF 334 KB...
15 04 2024 11:51:17
Статья в формате PDF 113 KB...
14 04 2024 9:33:44
Статья в формате PDF 270 KB...
13 04 2024 16:41:48
Статья в формате PDF 110 KB...
12 04 2024 16:17:22
Статья в формате PDF 143 KB...
11 04 2024 9:54:49
Статья в формате PDF 108 KB...
10 04 2024 13:59:29
Статья в формате PDF 100 KB...
09 04 2024 15:16:37
Колючки ежа на самом деле являются измененными волосами...
08 04 2024 17:11:58
07 04 2024 16:34:40
Статья в формате PDF 109 KB...
06 04 2024 20:42:41
Статья в формате PDF 265 KB...
05 04 2024 3:22:41
Статья в формате PDF 93 KB...
04 04 2024 22:42:47
Разработаны препаративные методы синтеза сульфидов металлов в среде жидких н-алканов. Представлены результаты «дробного» и «свернутого» методов синтеза сульфидов металлов. Состав соединений установлен методами химического, рентгенофазового и рентгенофлуоресцентного анализов. ...
03 04 2024 17:14:57
В предложенной работе экспериментально доказано, что при хроническом стрессе, при нарушенном равновесии симпатического и парасимпатического отделов нервной системы, количество клеток периферической крови, изменяясь, не выходит за пределы нормы. Вегетативный баланс хаpaктеризуется средним арифметическим границ нормальных показателей. Общий клинический анализ крови является показателем функционального состояния и может быть предложен как метод, определяющий эффективность проводимого лечения в постстрессорной реабилитации. ...
01 04 2024 10:52:54
Статья в формате PDF 102 KB...
31 03 2024 5:34:26
Статья в формате PDF 228 KB...
30 03 2024 9:52:53
Статья в формате PDF 296 KB...
29 03 2024 18:53:19
Статья в формате PDF 114 KB...
28 03 2024 11:46:59
Статья в формате PDF 138 KB...
27 03 2024 3:43:16
Статья в формате PDF 111 KB...
26 03 2024 15:24:32
Статья в формате PDF 112 KB...
25 03 2024 18:41:50
Статья в формате PDF 206 KB...
24 03 2024 22:39:41
Статья в формате PDF 283 KB...
23 03 2024 11:45:31
Статья в формате PDF 223 KB...
22 03 2024 17:56:30
Статья в формате PDF 114 KB...
21 03 2024 11:30:32
Статья в формате PDF 359 KB...
20 03 2024 22:54:20
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 ::