Îïðåäåëåíèå õàðàêòåðíûõ ïàðàìåòðîâ âèõðåâûõ êàìåð ñ äèñêîâûì ðàñ

32
ÏÐÎÌÛØËÅÍÍÀß
ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀ
¹ 8,
2013
Îïðåäåëåíèå õàðàêòåðíûõ ïàðàìåòðîâ âèõðåâûõ êàìåð
ñ äèñêîâûì ðàñïûëèòåëåì äëÿ îõëàæäåíèÿ îáîðîòíîé âîäû*
Äìèòðèåâ À. Â., äîêòîð òåõí. íàóê, Äìèòðèåâà Î. Ñ., èíæ.
Íèæíåêàìñêèé õèìèêî-òåõíîëîãè÷åñêèé èíñòèòóò
Íèêîëàåâ À. Í., äîêòîð òåõí. íàóê
Êàçàíñêèé íàöèîíàëüíûé èññëåäîâàòåëüñêèé òåõíîëîãè÷åñêèé óíèâåðñèòåò
Ïðåäëîæåíà âèõðåâàÿ êàìåðà ñ äèñêîâûì ðàñïûëèòåëåì äëÿ îõëàæäåíèÿ îáîðîòíîé
âîäû. Ïðåäñòàâëåíà ìåòîäèêà îïðåäåëåíèÿ õàðàêòåðíûõ ïàðàìåòðîâ âèõðåâûõ êàìåð ñ
ó÷åòîì èçìåíåíèÿ íàãðóçêè ïî âîäå è âîçäóõó.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: âèõðåâàÿ êàìåðà, äèñêîâûé ðàñïûëèòåëü, îõëàæäåíèå âîäû, ìåòîäèêà
îïðåäåëåíèÿ õàðàêòåðíûõ ïàðàìåòðîâ.
Ñîãëàñíî ïîñëåäíèì èññëåäîâàíèÿì ÎÎÍ
ê 2025 ã. îáùåìèðîâîå ïîòðåáëåíèå âîäû óâåëè÷èòñÿ íà 40 %. Ñ ó÷åòîì èçìåíåíèÿ êëèìàòà âî ìíîãèõ ðåãèîíàõ ýòî ìîæåò ïðèâåñòè
ê äåôèöèòó âîäû [1]. Îáåñïå÷èòü ýêîíîìèþ
âîäû èç åñòåñòâåííûõ èñòî÷íèêîâ ïîçâîëèò
èñïîëüçîâàíèå ãðàäèðåí â ñîñòàâå îõëàæäàþùèõ ñèñòåì îáîðîòíîãî âîäîñíàáæåíèÿ [2]. Ó
âåíòèëÿòîðíûõ èñïàðèòåëüíûõ ãðàäèðåí áîëåå
ñòàáèëüíîå îõëàæäåíèå âîäû, ìàêñèìàëüíàÿ
óäåëüíàÿ òåïëîâàÿ íàãðóçêà è íàèáîëüøèé
ïåðåïàä òåìïåðàòóðû âîäû, ÷åì ó âîäîîõëàäèòåëåé äðóãèõ òèïîâ.  òî æå âðåìÿ ó èçâåñòíûõ èñïàðèòåëüíûõ ãðàäèðåí åñòü ñóùåñòâåííûå íåäîñòàòêè: óíîñ êàïåëüíîé âëàãè,
ïëîõàÿ ñìà÷èâàåìîñòü íàñàäîê, îáëåäåíåíèå
âåíòèëÿòîðîâ è äðóãèõ ýëåìåíòîâ, çàñîðåíèå
ôîðñóíîê, íåäîñòàòî÷íî ðàâíîìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå âîäû, ìàëàÿ ýôôåêòèâíîñòü ðàáîòû
êàïëåóëîâèòåëåé, íåáîëüøàÿ ïîâåðõíîñòü êîíòàêòà ôàç, âûñîêèå ýêñïëóàòàöèîííûå çàòðàòû íà ïåðåêà÷èâàíèå âîäû è âîçäóõà, êîððîçèÿ ýëåìåíòîâ. Ïîýòîìó àêòóàëüíà ðàçðàáîòêà
íîâûõ àïïàðàòîâ äëÿ îõëàæäåíèÿ îáîðîòíîé
âîäû ïðîìûøëåííûõ ïðåäïðèÿòèé.
Âåñüìà ïåðñïåêòèâíûìè ìîãóò áûòü óñòàíîâêè ñ ïðèìåíåíèåì âèõðåâûõ êàìåð [3].
Ïðîâåäåííûå àâòîðàìè ñòàòüè èññëåäîâàíèÿ
ïîçâîëèëè óñîâåðøåíñòâîâàòü êîíñòðóêöèþ
óñòàíîâêè (ðèñ. 1), áëàãîäàðÿ ÷åìó óäàëîñü
çíà÷èòåëüíî óìåíüøèòü ãèäðàâëè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå, óâåëè÷èòü ðàáî÷óþ çîíó äëÿ
êîíòàêòà âîçäóõà è âîäû, ñíèçèòü ñêîðîñòü
âîçäóøíîãî ïîòîêà íà âõîäå â àïïàðàò.
*
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ôèíàíñîâîé ïîääåðæêå Ìèíèñòåðñòâà îáðàçîâàíèÿ è íàóêè ÐÔ â ðàìêàõ ðåàëèçàöèè ÔÖÏ
“Íàó÷íûå è íàó÷íî-ïåäàãîãè÷åñêèå êàäðû èííîâàöèîííîé
Ðîññèè” íà 2009 – 2013 ãã. (ãîñ. êîíòðàêòû íà ïðîâåäåíèå
ÍÈÐ 02.740.11.0685, 02.740.11.0753) è ãðàíòà Ïðåçèäåíòà
ÐÔ.
Ãîðÿ÷àÿ âîäà ïîñòóïàåò â âèõðåâóþ êàìåðó (ðèñ. 2) ÷åðåç ïàòðóáîê 1, ïîïàäàåò â ðàñïûëèòåëü 2, çàêðåïëåííûé íà âàëó, îòêóäà
ðàñïðåäåëÿåòñÿ ïî äèñêàì ðàçíûõ äèàìåòðîâ.
Ïðè âðàùåíèè âàëà æèäêîñòü ñðûâàåòñÿ ñ
äèñêîâ ðàñïûëèòåëÿ â âèäå êàïåëü, îòáðàñûâàåòñÿ â ðàçíûå ñòîðîíû, ïðè ýòîì îáðàçóåòñÿ îáúåìíûé ôàêåë ðàñïûëà. Âðàùàÿñü ñ
îäèíàêîâîé óãëîâîé ñêîðîñòüþ, äèñêè, èìåÿ
ðàçíûå äèàìåòðû, ñîçäàþò ïîëèäèñïåðñíûé
êàïåëüíûé ðàñïûë, áëàãîäàðÿ ÷åìó îáåñïå÷èâàåòñÿ ðàâíîìåðíîå çàïîëíåíèå ðàáî÷åé çîíû
àïïàðàòà, èñêëþ÷àþòñÿ çàñòîéíûå çîíû è
óâåëè÷èâàåòñÿ òåïëîìàññîîáìåííàÿ ýôôåêòèâíîñòü ïðîöåññà.
Ëîïàñòè 3 êðåïÿòñÿ íà âàëó. Îíè ðàñïîëîæåíû â ïàòðóáêå 4 äëÿ âûõîäà âîçäóõà â
íåñêîëüêî ðÿäîâ íà íåêîòîðîì ðàññòîÿíèè
äðóã îò äðóãà, ÷òî ïîçâîëÿåò óìåíüøèòü äèàìåòð âûõîäíîãî ïàòðóáêà, óâåëè÷èâàÿ îáúåì
ðàáî÷åé çîíû âèõðåâîé êàìåðû. Âðàùàþùèåñÿ íà âàëó ëîïàñòè ñîçäàþò ïîíèæåííîå äàâëåíèå â ïàòðóáêå 4, ÷òî îáåñïå÷èâàåò òÿãó
âîçäóõà â êàìåðó ÷åðåç òàíãåíöèàëüíî-ëîïà-
Ðèñ. 1. Âíåøíèé âèä âèõðåâîé êàìåðû ñ äèñêîâûì ðàñïûëèòåëåì è ïðîçðà÷íûìè ñòåíêàìè
ÏÐÎÌÛØËÅÍÍÀß
ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀ
¹ 8,
2013
Âõîä
æèäêîñòè
33
1
2
Âõîä
âîçäóõà
Âõîä
âîçäóõà
5
Âûõîä
æèäêîñòè
6
3
Âûõîä
âîçäóõà
4
Ðèñ. 2. Ñõåìà âèõðåâîé êàìåðû ñ äèñêîâûì ðàñïûëèòåëåì:
1 — ïàòðóáîê äëÿ âõîäà ãîðÿ÷åé âîäû; 2 — äèñêîâûé ðàñïûëèòåëü; 3 — ëîïàñòè; 4 — ïàòðóáîê äëÿ âûõîäà âîçäóõà; 5 — òàíãåíöèàëüíî-ëîïàòî÷íûé çàâèõðèòåëü; 6 — ïàòðóáîê äëÿ âûõîäà îõëàæäåííîé âîäû
òî÷íûé çàâèõðèòåëü 5. Âîçäóõ ïðèîáðåòàåò
âðàùàòåëüíîå äâèæåíèå, ïåðåìåùàÿñü ê öåíòðó àïïàðàòà, è êàïëè âîâëåêàþòñÿ â ñîâìåñòíîå âðàùàòåëüíîå äâèæåíèå. Òàêîå âçàèìîäåéñòâèå âîçäóõà è êàïåëü âîäû ïðèâîäèò ê
îáðàçîâàíèþ â ðàáî÷åé çîíå àïïàðàòà ìåëêîäèñïåðñíîãî âðàùàþùåãîñÿ êàïåëüíîãî ñëîÿ,
÷òî óâåëè÷èâàåò ïîâåðõíîñòü ìåæôàçíîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ è èíòåíñèâíîñòü ïðîòåêàíèÿ
òåïëîìàññîîáìåííîãî ïðîöåññà. Îõëàæäåííàÿ
âîäà âûâîäèòñÿ èç âèõðåâîé êàìåðû ÷åðåç
ïàòðóáîê 6.
Ìåòîäèêà òî÷íîãî ðàñ÷åòà ðàçðàáîòàííîé
àâòîðàìè âèõðåâîé êàìåðû ñ äèñêîâûìè ðàñïûëèòåëÿìè ó÷èòûâàåò ìíîæåñòâî ïàðàìåòðîâ
è òðåáóåò èñïîëüçîâàíèÿ äîðîãîñòîÿùèõ ïðîãðàììíûõ ïàêåòîâ, ÷òî çàòðóäíÿåò åå ïðèìåíåíèå, ïîýòîìó ïðåäëàãàåì óïðîùåííóþ ìåòîäèêó, îáåñïå÷èâàþùóþ äîñòàòî÷íóþ òî÷íîñòü
ðàñ÷åòà. Ðàñõîä âîçäóõà Gm ïðèíèìàåì èñõîäÿ èç òåïëîâîãî áàëàíñà ïðîöåññà ïî ãðàôèêàì ðàâíîâåñíîé òåìïåðàòóðû (ðèñ. 3). Ïðè÷åì äëÿ îïðåäåëåíèÿ îòíîøåíèÿ ìàññîâûõ
ðàñõîäîâ âîäû è âîçäóõà Lm /Gm ðàâíîâåñíóþ
òåìïåðàòóðó
íåîáõîäèìî
ïðèíèìàòü
íà
3 – 4 °C íèæå òðåáóåìîé êîíå÷íîé òåìïåðàòóðû îõëàæäåííîé âîäû.
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ïîêàçàëè, ÷òî íà
ðàâíîâåñíóþ òåìïåðàòóðó âîäû ñóùåñòâåííîå
âëèÿíèå îêàçûâàþò íà÷àëüíûå òåìïåðàòóðû âîäû è âîçäóõà (ñì. ðèñ. 3, à, ã ). Âëèÿíèåì îò-
íîñèòåëüíîé âëàæíîñòè è äàâëåíèåì â ðàáî÷åé çîíå àïïàðàòà ìîæíî ïðåíåáðå÷ü, ïîñêîëüêó îòêëîíåíèå ñîñòàâëÿåò íå áîëåå 8 è
4 % ñîîòâåòñòâåííî (ñì. ðèñ. 3, á, â ). Óâåëè÷åíèå îòíîøåíèÿ ìàññîâûõ ðàñõîäîâ æèäêîé è
ãàçîâîé ôàç âî âñåõ ñëó÷àÿõ ïðèâîäèò ê ïîâûøåíèþ ðàâíîâåñíîé òåìïåðàòóðû æèäêîñòè.
Ïî èçâåñòíûì çíà÷åíèÿì ìàññîâîãî ðàñõîäà âîçäóõà Gm, åãî ïëîòíîñòè rG ïðè çàäàííîé òåìïåðàòóðå, ÷èñëà îáîðîòîâ ïðèâîäà
n íàõîäèì äèàìåòð ïàòðóáêà äëÿ âûõîäà âîçäóõà ïî ôîðìóëå äëÿ ðàñ÷åòà îñåâîãî âåíòèëÿòîðà [4]:
Dï = 4 3
Gm .
rG n
(1)
Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ìèíèìàëüíîãî ãèäðàâëè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ñêîðîñòü âîçäóõà, ì/ñ,
íà âûõîäå èç âèõðåâîé êàìåðû äîëæíà áûòü
ðàâíà ñêîðîñòè âîçäóõà íà âõîäå â àïïàðàò:
W âõ =
4G m .
2
pDï rG
Ãèäðàâëè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå
Ïà, îïðåäåëÿåì èç âûðàæåíèÿ
Dp =x âõ
0,4
2
rGW âõ
,
2
(2)
àïïàðàòà,
(3)
ãäå xâõ = 5,5(Lm /Gm)
— êîýôôèöèåíò ñîïðîòèâëåíèÿ àïïàðàòà [5].
34
ÏÐÎÌÛØËÅÍÍÀß
tLð, °Ñ
ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀ
50
45
37
35
—1
33
40
—2
35
31
30
—3
—4
29
25
20
2013
tLð, °Ñ
—1
—2
—3
—4
55
¹ 8,
0
2
4
8
6
10
27
Lm /Gm
à)
tLð, °Ñ
0
2
4
6
8
10
8
10
Lm /Gm
á)
tLð, °Ñ
37
38
36
35
34
32
—1
33
—3
26
—4
29
—2
28
—3
31
—1
30
—2
—4
24
22
27
0
2
4
6
â)
8
10
Lm /Gm
20
0
2
4
6
Lm /Gm
ã)
Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòè ðàâíîâåñíîé òåìïåðàòóðû îõëàæäåííîé âîäû îò îòíîøåíèÿ ìàññîâûõ ðàñõîäîâ æèäêîé è ãàçîâîé ôàç ïðè
ðàçëè÷íûõ ïàðàìåòðàõ:
à — íà÷àëüíàÿ òåìïåðàòóðà âîäû: 1 — 30 °C, 2 — 40 °C, 3 — 50 °C, 4 — 60 °C; á — îòíîñèòåëüíàÿ âëàæíîñòü âîçäóõà: 1 —
50 %, 2 — 60 %, 3 — 75 %, 4 — 100 %; ⠗ àáñîëþòíîå äàâëåíèå â àïïàðàòå: 1 — 101,3 êÏà, 2 — 70 êÏà, 3 — 30 êÏà, 4 —
17 êÏà; 㠗 íà÷àëüíàÿ òåìïåðàòóðà âîçäóõà: 1 — – 20 °C, 2 — 0 °C, 3 — 20 °C, 4 — 30 °C
Ïîëåçíóþ ìîùíîñòü ïðèâîäà, Âò, ìîæíî
ðàññ÷èòàòü ïî ôîðìóëå
äèñêîâ ðàñïûëèòåëÿ, ì, ìîæíî îïðåäåëèòü
ñëåäóþùèì îáðàçîì:
N = GmDp/rG .
Dd min = (1 + kD )Dp;
(6)
Dd max = (1 – kD)Dn,
(7)
(4)
Âíóòðåííèé ïðèâåäåííûé äèàìåòð ðàñïûëèòåëÿ, ì, âû÷èñëÿåì ïî ôîðìóëå [4]
æ L
Dð = 18,1çç m
è rL n
ö
÷÷
ø
0,67
2
+ dâ ,
(5)
ãäå d⠗ äèàìåòð âàëà, ì; rL — ïëîòíîñòü
3
âîäû, êã/ì .
Äëÿ ëó÷øåãî çàïîëíåíèÿ ðàáî÷åé çîíû
êàïëÿìè æèäêîñòè íåîáõîäèìî, ÷òîáû äèàìåòðû äèñêîâ ðàñïûëèòåëÿ êàê ìîæíî áîëüøå îòëè÷àëèñü îäèí îò äðóãîãî. Ñëåäîâàòåëüíî, ìèíèìàëüíûé è ìàêñèìàëüíûé äèàìåòðû
ãäå kD = 0,05 ¸ 0,15 — êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé ñìåùåíèå êàïëè îò ðàâíîâåñíîé òðàåêòîðèè.
Çàòåì íåîáõîäèìî ïðîâåðèòü ðàáîòîñïîñîáíîñòü äèñêîâ ñ ðàññ÷èòàííûìè äèàìåòðàìè. Ìèíèìàëüíûé äèàìåòð äèñïåðãèðóþùåãî
äèñêà ïî óñëîâèþ ðàáîòîñïîñîáíîñòè [6]
Dd¢ min » 0,033
Lv
4n
L pn
,
(8)
3
ãäå Lv — îáúåìíûé ðàñõîä âîäû, ì /ñ; nL —
2
êèíåìàòè÷åñêàÿ âÿçêîñòü âîäû, ì /ñ.
ÏÐÎÌÛØËÅÍÍÀß
ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀ
Ìàêñèìàëüíûé äèàìåòð, ì, äèñïåðãèðóþùåãî äèñêà ïî óñëîâèþ ðàáîòîñïîñîáíîñòè
[6]
Dd¢ max » 3,3×10 8
nL Lv
.
pn
40
s
;
n Dd max rL
(10)
40
s
,
n Dd min r L
(11)
ãäå s — ïîâåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå æèäêîñòè,
Í/ì.
Îñåâóþ ñêîðîñòü, ì/ñ, êàïëè ìàêñèìàëüíîãî äèàìåòðà, äâèãàþùåéñÿ ðàâíîìåðíî,
ìîæíî ðàññ÷èòàòü ïî ôîðìóëå
5/ 7
U z = 0,153
8/ 7
a max æ rL ö
ç
g ÷÷
3 /7 ç
nG è rG ø
,
35
bG =
ShDG .
a max
(15)
Âðåìÿ îõëàæäåíèÿ êàïåëü ìàêñèìàëüíîãî
äèàìåòðà ìîæåò áûòü ðàññ÷èòàíî èç óðàâíåíèÿ
ìàêñèìàëüíîãî ðàçìåðà
a max =
2013
Êîýôôèöèåíò ìàññîîòäà÷è, ì/ñ, íàõîäèì
èç âûðàæåíèÿ
(9)
Ðàñ÷åòíûé äèàìåòð, ì, êàïåëü [6]:
ìèíèìàëüíîãî ðàçìåðà
a min =
¹ 8,
t L = 6 B1 t +t L 0 - 16,18 ln{B3 [1 - 21 exp(0,37 B1 t + B2 )]},
(16)
ãäå B1 = rLrG xp /(amax rG cL ); B2 = 0,062tL0 –
– ln [21exp (0,062tL0) – 5000xp]; B3 = 1 – 0,0042 ´
´ exp (0,062tL0)/xp; xp — ðàâíîâåñíîå âëàãîñîäåðæàíèå, êã/êã; tL0 — íà÷àëüíàÿ òåìïåðàòóðà
âîäû íà âõîäå â àïïàðàò, °C; rL — óäåëüíàÿ
ìàññîâàÿ òåïëîòà ïàðîîáðàçîâàíèÿ, Äæ/êã; cL
— óäåëüíàÿ ìàññîâàÿ òåïëîåìêîñòü âîäû,
Äæ/(êã × °C); t — âðåìÿ êîíòàêòà êàïåëü ìàêñèìàëüíîãî äèàìåòðà è âîçäóõà, ñ.
Âûñîòà, ì, ëîïàòîê çàâèõðèòåëÿ
h = Uzt.
(12)
(17)
Ðàäèóñ, ì, ðàáî÷åé çîíû àïïàðàòà
2
ãäå g — óñêîðåíèå ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ, ì/ñ ;
2
nG — êèíåìàòè÷åñêàÿ âÿçêîñòü âîçäóõà, ì /ñ.
×èñëî Ðåéíîëüäñà äëÿ êàïëè ìàêñèìàëüíîãî äèàìåòðà îïðåäåëÿåì èç âûðàæåíèÿ
Rea =
2
a max W âõ
×èñëî Øåðâóäà
óðàâíåíèÿ [7]
Sh =
+U z2
nG
ìîæíî
1 /5
ö
÷÷
ø
1 /3
æ rL ö
çç
÷÷
è rG ø
æ eh ö
ç ÷
èA ø
2/3
, (18)
–1
.
îïðåäåëèòü
ln(1 + BM )
0,5
0,33
( 2 +0,6 Re a Sc
),
BM
(13)
èç
(14)
ãäå Sc = nG /DG — êðèòåðèé Øìèäòà; DG —
êîýôôèöèåíò ìîëåêóëÿðíîé äèôôóçèè âîçäó2
õà, ì /ñ; BM = xs /(1 – xs) — äèôôóçèîííîå
÷èñëî Ñïàëäèíãà [8];
xs =
8 /15 æ W
Ra = 0,66a max çç âõ
è nG
pí M L
p í M L +( p - p í ) MG
— ìàññîâàÿ äîëÿ âîäû â âîçäóõå ïðè ïîëíîì
íàñûùåíèè è òåìïåðàòóðå æèäêîñòè; p — äàâëåíèå â àïïàðàòå, Ïà; pí — äàâëåíèå íàñûùåííûõ ïàðîâ, Ïà; ML è MG — ìîëåêóëÿðíàÿ
ìàññà êàïåëü âîäû è âîçäóõà, êã/êìîëü.
ãäå e = (1 + 0,158Lm /Gm)
— ñòåïåíü çàòóõàíèÿ êðóòêè ïîòîêà ãàçà [9]; A = Fâõ /Fàï — êîýôôèöèåíò êðóòêè çàâèõðèòåëÿ; Fâõ è Fàï —
ïëîùàäè ïðîõîäíûõ ñå÷åíèé ëîïàòî÷íî-òàíãåíöèàëüíîãî çàâèõðèòåëÿ è ïàòðóáêà äëÿ âû2
õîäà âîçäóõà, ì .
Äëÿ àïïàðàòà ñ îäèíàêîâûìè ïëîùàäÿìè
ïðîõîäíûõ ñå÷åíèé íà âõîäå è âûõîäå
2
A = [Dï /(2Ra)] . Ñëåäîâàòåëüíî, ðàäèóñ ðàáî÷åé çîíû àïïàðàòà ìîæíî îïðåäåëèòü ïî
ôîðìóëå
Ra =
0,217 æ nG
çç
5 8
a max è W âõ
ö
÷÷
ø
0,6
4
rG Dï .
rL (eh) 2
(19)
Óãîë íàêëîíà îáðàçóþùåé äíèùà ê îñè
çàâèõðèòåëÿ, ãðàä.
ì
éæ
h
ï
êç a max Dï
c = arctg í
ç
ï Ra - Dï / 2 êëè a min 2 Ra
î
8/ 7
ö
÷
÷
ø
ùü
ï
-1ú ý . (20)
úï
ûþ
36
ÏÐÎÌÛØËÅÍÍÀß
ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀ
Âûñîòó ðàñïûëèòåëÿ hð, ì, ìîæíî îïðåäåëèòü èç ñîîòíîøåíèÿ
2013
Ïëîùàäü ïðîõîäíîãî ñå÷åíèÿ îòâåðñòèÿ
äëÿ ïîäà÷è æèäêîñòè íà äèñê ðàñïûëèòåëÿ
16 / 7
é æ
ù
Dï ö Dz
tg c ú
÷
ê1 +ç Ra 2 ø hð h
êë è
úû
¹ 8,
Fîi =14,2 pDð Dz
=
23 / 7
Lmi
4
p1
.
(26)
ãäå Dz — âûñîòà ïðîðåçè â ðàñïûëèòåëå (äëÿ
ñèñòåìû âîçäóõ — âîäà ðåêîìåíäóåòñÿ ïðèíèìàòü Dz = 0,004 ì).
×èñëî äèñêîâ ðàñïûëèòåëÿ
Òàêèì îáðàçîì, ðàññìîòðåííàÿ ìåòîäèêà
îïðåäåëåíèÿ õàðàêòåðíûõ ïàðàìåòðîâ âèõðåâûõ êàìåð ñ äèñêîâûì ðàñïûëèòåëåì äàåò
âîçìîæíîñòü ðàññ÷èòàòü àïïàðàò ïðè ðàçëè÷íûõ íàãðóçêàõ ïî âîäå è âîçäóõó, ïðîâåñòè
àíàëèç ïðîöåññà òåïëîìàññîîáìåíà ïðè ðàçëè÷íûõ ðåæèìíûõ è êîíñòðóêòèâíûõ ïàðàìåòðàõ ñ
öåëüþ îïòèìèçàöèè ïðîöåññà îõëàæäåíèÿ îáîðîòíîé âîäû ïðîìûøëåííûõ ïðåäïðèÿòèé, äàòü
òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêîå îáîñíîâàíèå âíåäðåíèÿ
ïðåäëîæåííîãî àïïàðàòà.
nd = hð /Dz.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
é æ
D
(h - Dz ) ê1 -ç 1 - ï
ç 2 Ra
êë è
2
=
ö Dz ù
÷ ú
÷ hð
ø úû
ìï
éæ
Dï ö tg c ù üï
-1ú ý
÷
íh + Dz êç Ra 2 ø hð
ïî
êëè
úû ïþ
2
,
(21)
(22)
1. Êàðäàø Ì. Ì., Òþðèí È. À. Ðàçðàáîòêà òåõíîëîãèè
ïîëó÷åíèÿ âûñîêîýôôåêòèâíûõ õåìîñîðáåíòîâ äëÿ
î÷èñòêè âîäû. —  êí.: Ìàòåìàòè÷åñêèå ìåòîäû â
òåõíèêå è òåõíîëîãèÿõ — ÌÌÒÒ-24: Ñá. òð. XXIV
Ìåæäóíàðîäíîé íàó÷íîé êîíô. Ò. 4. Ñåêöèÿ 4 /
Ïîä îáù. ðåä. Â. Ñ. Áàëàêèðåâà. Êèåâ: Íàö. òåõí.
óí-ò Óêðàèíû “ÊÏȔ, 2011.
2. Ïîíîìàðåíêî Â. Ñ., Àðåôüåâ Þ. È. Ãðàäèðíè ïðîìûøëåííûõ è ýíåðãåòè÷åñêèõ ïðåäïðèÿòèé. — Ì.:
Ýíåðãîàòîìèçäàò, 1998.
3. Äìèòðèåâ À. Â., Äìèòðèåâà Î. Ñ., Íèêîëàåâ À. Í.
Ïåðñïåêòèâû èñïîëüçîâàíèÿ âèõðåâûõ êàìåð äëÿ
îõëàæäåíèÿ îáîðîòíîé âîäû ïðîìûøëåííûõ óñòàíîâîê. — Ïðîìûøëåííàÿ ýíåðãåòèêà, 2012, ¹ 10.
4. ×åðêàññêèé Â. Ì. Íàñîñû, âåíòèëÿòîðû, êîìïðåññîðû. — Ì.: Ýíåðãîàòîìèçäàò, 1984.
5. Êîðîòêîâ Þ. Ô., Íèêîëàåâ Í. À., Íèêîëàåâ À. Ì.
Ãèäðîäèíàìè÷åñêèå çàêîíîìåðíîñòè â ìàññîîáìåííîì àïïàðàòå âèõðåâîãî òèïà. — Òð. Êàçàíñêîãî
õèìèêî-òåõíîëîãè÷åñêîãî èíñòèòóòà, 1970, ¹ 45.
6. Ïàæè Ä. Ã., Ãàëóñòîâ Â. Ñ. Îñíîâû òåõíèêè ðàñïûëèâàíèÿ æèäêîñòåé. — Ì.: Õèìèÿ, 1984.
7. Kristyadi T. Modelling of the heating and evaporation
of fuel droplets. A thesis submitted in partial fulfilment
of the requirements of the University of Brighton for
the degree of Doctor of Philosophy. — Brighton:
University of Brighton, 2007.
8. Lefebvre A. H. Atomization and sprays. — London:
Hemisphere Publishing, 1989.
9. Îâ÷èííèêîâ À. À. Äèíàìèêà äâóõôàçíûõ çàêðó÷åííûõ òóðáóëåíòíûõ òå÷åíèé â âèõðåâûõ ñåïàðàòîðàõ.
— Êàçàíü: ÇÀÎ “Íîâîå çíàíèå”, 2005.
Ðàñõîä æèäêîñòè íà ïåðâîì äèñêå, êã/ñ,
Lm1 =
4 Lm Dð Dz
Dð2 -d â2
.
(23)
Ðàñõîä æèäêîñòè íà îñòàëüíûõ äèñêàõ,
êã/ñ, ðàññ÷èòûâàåòñÿ èñõîäÿ èç ðàâåíñòâà
äèôôóçèîííîãî ïîòîêà îò êàïåëü âñåõ ðàçìåðîâ èç ñîîòíîøåíèÿ
é æ
D
(h - Dz ) ê1 -ç 1 - ï
ç 2 Ra
êë è
=
2
Lmi
Lm1
ö iDz ù
÷
÷ hð ú
úû
ø
23 / 7
éæ
Dï ö tg c ù ïü
ïì
-1ú ý
÷
íh +iDz êç Ra 2 ø hð
ïî
êëè
úû ïþ
é æ
ù
D ö iDz
´ ê1 +ç Ra - ï ÷
tg c ú
2 ø hð h
êë è
úû
2
´
-16 / 7
,
(24)
ãäå i — íîìåð äèñêà ðàñïûëèòåëÿ.
Äàâëåíèå æèäêîñòè íà ñòåíêó ðàñïûëèòåëÿ
æ pnDð
p1 = p 0 + rL ç
ç 60
è
2
ö
÷ ,
÷
ø
(25)
ãäå p0 — äàâëåíèå ïîòîêà æèäêîñòè íà âõîäå â
àïïàðàò, Ïà.
ieremiada@gmail.com
·