Аеродинамика на циклонната камера
Геометрични и режимни характеристики на циклонната камера
| Име на параметъра | Обозначаване | Стойност | Размер. |
| 1. Диаметър на камерата 2. Безразмерна дължина на камерата 3. Безразмерна входна площ 4. Безразмерна височина на входния канал 5. Безразмерен изходен диаметър 6. Безразмерна грапавост на страничната повърхност на камерата 7. Температура на входящия въздух 8. Барометрично налягане 9. Излишно статично налягане във входящите канали 10. Излишно статично налягане върху страничната повърхност на камерата 11. Скорост на въздуха в камерата вход | Dk LK flx hlx dout b Tin V Rs.in. Rs.st. Uin | 0,31 1,55 0,0477 0,0645 0,3 0 29,3 749,5 348,9 335,1 25,6 | m - - - - - ºС mm. rt. Изкуство. мм. вода. Изкуство. мм. вода. Изкуство. Госпожица |
Резултати от аеродинамични измервания в работния обем
| н | Y | A1 | A2 | ЪГЪЛ 26 |
| 1 | 0 | 17.2 | 348.0 | -4 |
| 2 | 5 | 45.8 | 370.3 | -5 |
| 3 | 5 | 67 | 384.3 | -14 |
| 4 | 5 | 65.6 | 384.5 | 14.5 |
| 5 | 5 | 60 | 377.0 | -13.5 |
| 6 | 5 | 54 | 367.2 | -12 |
| 7 | 5 | 49 | 358.0 | -7 |
| 8 | 5 | 49 | 351.3 | -4,5 |
| 9 | 5 | 51.6 | 350.2 | -3 |
| 10 | 5 | 55 | 348.0 | 0 |
| единадесет | 7.5 | 61.2 | 348.0 | 0 |
| 12 | 7.5 | 71 | 346.0 | 2 |
| 13 | 7.5 | 82.6 | 341.0 | 3.5 |
| 14 | 7.5 | 97.2 | 341.0 | 3.5 |
| 15 | 7.5 | 117.3 | 338.0 | 3.5 |
| 16 | 7.5 | 143 | 333.0 | 2 |
| 17 | 7.5 | 168.8 | 320.5 | 1 |
| 18 | 7.5 | 195.5 | 298.6 | 1 |
| 19 | 5 | 208 | 274.0 | 4.5 |
| 20 | 5 | 204.5 | 233.0 | 4.5 |
| 21 | 5 | 191 | 180,0 | 6.5 |
| 22 | 7.5 | 142 | 75,0 | 3 |
| 23 | 7.5 | 79 | -34,0 | -1 |
| 24 | 7.5 | 30.5 | -110,5 | -15,5 |
| 25 | 7.5 | 7.5 | -147,0 | -41,5 |
| 26 | 2 | 5.5 | -152,5 | -62 |
1. Обща картина на движението на газа в циклонната камера
Циклонната камера е цилиндър, тангенциално към вътрешната повърхност на който се вкарва газ или течност.
Отстраняването на газовете от работния обем на циклонната камера, като правило, се извършва през изходен отвор, коаксиален с него в един от краищата. Полето на скоростта на потока в циклонните камери е сложно и пространствено. Във всяка точка на полето векторът на скоростта може да бъде разделен на три компонента (компоненти): тангенциална wj (ротационна), аксиална wx (надлъжна) и радиална wz . В общия случай съотношението между тези компоненти може да бъде различно по големина в зависимост от местоположението на разглежданата точка на полето на скоростта и геометрията на циклонната камера. По естеството на промяната на компонентите на скоростта на потока, целият работен обем на циклонната камерамогат да бъдат разделени на три основни области: осесиметричното ядро на потока, крайните зони на потока и зоната на периферната стена (Фигура 1).
Ядрото на потока заема основната част от работния обем на камерата. Външната граница на ядрото на потока е цилиндрична повърхност, чийто радиус rz може да се намери от условието за максимален ъглов момент. От крайните повърхности ядрото на потока е ограничено от зона на интензивни радиални потоци, където се наблюдава намаляване на компонента на скоростта на въртене и значително увеличение на радиалния компонент. В ядрото на потока тангенциалният компонент има най-голямата стойност от трите компонента. В съответствие с характера на разпределението му по радиуса могат да се разграничат две зони: зоната на увеличаване на скоростта с намаляване на радиуса (квазипотенциална зона) и зоната на нейното падане при приближаване до центъра на камерата (зона на квазитвърдо въртене). Зоните са разделени от сравнително малка радиална дължина на преходния участък. Размерите на зоните на увеличаване и намаляване на тангенциалния компонент, както и дължината на преходния участък и общото ниво на скоростта на въртене се определят от геометрията на циклонната камера. Ротационният компонент на скоростта в сърцевината на потока значително надвишава другите компоненти на скоростта, следователно въртеливото се счита за основния тип движение. От курса на физиката е известно, че при равномерно движение по окръжност с радиус r, резултатът от силите dF, действащи върху флуиден елемент, трябва да бъде равен по абсолютна стойност
Фигура 2 - Разпределение на ротационния компонент на скоростта, статичното и общото налягане в камерата на циклона.
Статичното и общото налягане са максимални на външната граница на ядрото на потока и падат в посока от стената към оста на камерата. В параксиалната област при определени условиястатичното и общото налягане на потока може да бъде под атмосферното (Фигура 2).
В периферната зона, както и в ядрото, ротационният компонент е най-големият от всички компоненти. Профилът wj в тази област не е осесиметричен и непрекъснато се възстановява, докато потокът напредва близо до вдлъбнатата повърхност на работния обем. Първоначалното разпределение wj - разпределението на изхода на входния процеп /дюзата/ - зависи от характера на потока /скоростния профил/ вътре и извън него. Сложността на потока се определя от факта, че изходящата струя в работния обем взаимодейства незабавно със съпътстващия поток, въртящ се спрямо оста на камерата и с вдлъбнатата цилиндрична стена на камерата. Взаимодействието на струята със стената води до завихряне на потока. Частиците на средата в близост до стената започват да се движат по спирални траектории, а посоката на техния вектор на скоростта в пристенния слой на струята се определя от комбинирания ефект, например от позицията на разглеждания канал спрямо други канали и крайни повърхности на работния обем, интензивността на крайните преливания, които от своя страна зависят от почти всички геометрични характеристики на камерата.
Характеристиките на потока в крайните зони на циклонните камери са свързани със забавящия ефект на крайните повърхности. В близост до крайните повърхности компонентът на скоростта на въртене намалява и се появява интензивен радиален поток, насочен към центъра на камерата със скорост, която предизвиква появата на сили на триене, които компенсират нарушаването на динамичното равновесие в разглежданата зона. Сложността на картината се допълва от взаимодействието на възникващия поток с ядрото на потока. Статичното налягане в тази област остава почти непроменено при всички радиуси.
Условия на потока, неравномерноразпределението на скоростта на въртене на потока по дължината на работния обем, дължащо се на геометрията на камерата и триенето на потока по стените, както и разреждането в аксиалната зона в някои случаи, определят доста сложно поле на аксиални скорости в циклонните устройства.
От гледна точка на общите аеродинамични характеристики на циклоновите камери, основният тип движение на газа трябва да се счита за ротационен. Основната характеристика на въртеливото движение в циклонната камера е максималната скорост на въртене на потока
Втората скоростна характеристика на ядрото на потока в циклонната камера е скоростта на въртене на външната му граница
И двете характеристики на скоростта са свързани помежду си чрез коефициента на усукване в сърцевината на потока:
Общото съпротивление на циклонната камера се оценява от общия коефициент на съпротивление x. Въвеждането на този коефициент е оправдано от удобството при извършване на аеродинамични изчисления на циклонни устройства. От гледна точка на анализа на влиянието на геометричните и режимните характеристики върху съпротивлението на циклонната камера, това е по-малко успешна характеристика, тъй като не позволява да се проследи промяната на нейните компоненти и не е пряко свързана със скоростните характеристики на потока. В този смисъл общият коефициент на съпротивление на формата
2. Влияние на основните конструктивни и режимни характеристики върху аеродинамиката на циклонната камера
Диаметърът на изхода има особено силно влияние върху аеродинамиката на циклонната камера. Намаляване