Реферати українською » Промышленность, производство » Дослідження струменя водовоздушного ежектора


Реферат Дослідження струменя водовоздушного ежектора

Яценко А.Ф., доц., к.т.н, Устименко Т.А., доц., к.т.н.

Донецький національний технічний університет

Отримано формула, що дозволяє розрахувати кут розширення початкового ділянки струменя, необхідний визначення оптимальних параметрів водовоздушного ежектора. 

Проблема і його зв'язку з науковими і практично завданнями.

Нині значно збільшується кількість пристроїв, використовують струмінь за робочу органу. Так, гидромониторы різних конструкцій і призначень, формують безперервну чи пульсуючу струмінь, використовуються на дробильних роботах при видобутку корисних копалин, і під час будівельних робіт (намывка дамб), в металургії й у машинобудуванні в обробці деталей після лиття різноманітних решіток тощо.

Дослідженню незатопленої струменя (основного її ділянки) присвячені численні роботи [1,2,4]. Основними параметрами, які визначалися теоретично і експериментально є сила тиску перепони, кут розширення, визначальний компактність, оптимальна довжина, необхідна для руйнації масиву. Входными чинниками були діаметр насадка, форма і чистота його обробки, тиск проти нього.

Проте з розвитком струменевих апаратів (водовоздушных эжекторов, гидроэлеваторов тощо.) особливий інтерес представляє струмінь довжиною 5-6 діаметрів сопла, тобто. її початковий ділянку. Це тим, що струмінь повинна відповідним чином вписатися у основний елемент струйного апарату – камеру змішання. У зв'язку з цим поставлено завдання з урахуванням аналізу праць з дослідження струменя гидромонитора виділити основні чинники, що впливають формування зазначеного ділянки струменя задля забезпечення оптимальної роботи струйного апарату.

При постановці завдання дослідження струменя водовоздушного ежектора визначені частини струменя: початкова, основна й кінцева.

У початковій частини вздовж осі швидкість струменя дорівнює u0 - швидкості виходу з насадка. На основному ділянці швидкість струменя вздовж осі зменшується, струмінь інтенсивно насичується повітрям, але ще є компактній, володіючи значної енергією. Кінцевий ділянку - це інтенсивний розпад струменя деякі складові і перетворення їх у капельно-воздушный потік.

Мал.1. Основні ділянки струменя

Початковий ділянку має невелику протяжність (до 10 діаметрів сопла) і практичного інтересу технічно нескладне. Кінцевий ділянку теж представляє інтересу й можна використовувати в зрошувальних системах. Найбільше практичного значення має основний ділянку. Його довжина залежить від діаметра сопла і тиску проти нього.

Аналіз досліджень, і публікацій

Нині є велика кількість дослідження гидромониторных (незатопленных) струменів [1,2,4].

У цьому різні дослідники отримували значення одним і тієї ж параметрів струменя значно які один від друга. Так, тангенс кута розширення струменя коливався від 0,008 до 0,052. Не дозволяло навіть приблизно визначити параметри водовоздушного ежектора.

Рис.2. Водовоздушный ежектор

Відстань насадка l від камери змішання і його діаметр визначається кутом розширення початкового ділянки струменя. Правильно певні параметри дозволяють отримати к.п.д. водовоздушного ежектора (до 0,25). Навіть невеличке відхилення цих параметрів від оптимальних у кілька разів знижує к.п.д.

Постановка завдання

Як зазначалося, початковий ділянку струменя не досліджений в достатній мірі. У ДонНТУ проведено теоретичні і експериментальні дослідження водяний незатопленої струменя з метою визначення чинників, які впливають кут розширення початкового ділянки, і навіть встановлення залежності, що дозволяє визначити цей кут розрахунковим шляхом для конструювання водовоздушных эжекторов з оптимальним значенням к.п.д.

Эжектор транспортуватиме якомога більше повітря за умови рівності вхідного перерізу струменя (якомусь ділянці камери змішання) і перерізу камери змішання. Тому, за розрахунку і конструюванні водовоздушного ежектора необхідно враховувати, що відстань від насадка до камери змішання й довжину камери змішання мали бути зацікавленими такими, щоб струмінь точно вписувалася у перетин камери змішання. Задля більшої його запровадження треба зазначити закон зміни поточного діаметра струменя, інакше кажучи – кут розширення зовнішнього кордону струменя.

Як засвідчили візуальні спостереження, кут розширення зовнішнього кордону струменя перестав бути постійних і залежить від багатьох чинників і може змінюватися в широких діапазонах.

Слід зазначити, що у зазначених джерелах досліджувалася гидромониторная струмінь або тільки ефективна значна її частина. При дослідженні водовоздушного ежектора нас цікавить невелику частину початкового ділянки струменя, тобто. довжина, рівна трохи більше десяти діаметрам насадка l=10d. Експериментальні засвідчили, що у кут розширення серйозно впливає щільність повітряної середовища, в'язкість рідини, діаметр насадка, швидкість закінчення струменя, і навіть форма насадка і чистота обробки його поверхні.

При русі струменя повітря створюється попутне повітряний протягом, яке захоплюється струменем, внаслідок тертя швидкість струменя зменшується, т.к. повітряна середовище чинить опір руху. На поверхні струменя виникають вихори, які є основним механізмом втягування повітря і забезпечення аерації струменя. У результаті поверхню струменя розширюється, поперечне перетин зростає й збільшується рушійна секундна маса, тобто. масовий витрата.

Отже, кут розширення залежить від щільності повітряної струменя ?возд, в'язкості рідини ?, діаметра насадка d, швидкості закінчення струменя v, форми насадка і чистоти його поверхні. Найбільш оптимальна форма насадка – коноидальная. Коефіцієнт витрати сягає 0,98. Однак через труднощі виготовлення найчастіше як насадков використовують конічні сходящиеся з коефіцієнтом витрати 0,94-0,95.

Переказ матеріалу і вивести результати

Отже, кут розширення зовнішніх кордонів струменя (зміна її поточного діаметра) є функцією наступних параметрів:

V - швидкість

D - діаметр

Схожі реферати:

Навігація