ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Критерии подобия и критериальные зависимости для действительного агрегата из "Лучистый теплообмен в печах и топках " В отличие от модели, для которой излучение было принято серым и сделано допущение о том, что эффективное излучение поверхностей изотропное, в рабочем агрегате несерое излучение и эффективное излучение поверхностей в той или иной степени отличаются от изотропного. Благодаря этому в какой-то степени нарушается строгость исследования. К сожалению, в настоящее время невозможно учесть характер и величину влияния зтих обстоятельств. [c.363] Если имеются лучевоспринимающие поверхности с различной температурой, то симплексов будет несколько, по числу таких поверхностей. При этом необходимо также ввести симплексы отношений температур лучевоспринимающей поверхности. [c.364] Поля тепловыделений нельзя задавать по усмотрению исследователя, однако, изменяя условия по подаче топлива и воздуха в камеру, можно влиять на характер поля тепловыделений. [c.365] 10 было показано, что влияние поля тепловыделений на лучистый теплообмен можно оценивать при помощи величины /п . Такой способ, строго говоря, применим только к принятой там схеме лучистого теплообмена, для которой он теоретически получен. Однако если относиться к нему как к эмпирическому приему, то им можно воспользоваться и в других случаях лучистого теплообмена. [c.365] Гидродинамические факторы В принятой нами постановке задачи в условия однозначности входит поле вектора массовой скорости среды рау во всей камере. Поле этой величины на границах камеры, при входе в нее, определяется способом подачи топлива и воздуха, который может меняться по воле исследователя. [c.365] Чтобы на практике соблюсти подобие полей рш при входе в камеру, необходимо обеспечить в агрегатах подачу отдельных порций топлива и воздуха по сходственным сечениям и э таких количествах, чтобы их отношения в разных сечениях были одинаковы для всех агрегатов. Поле вектора массовой скорости в самом объеме камеры создается независимо от воли экспериментатора как результат особенностей ввода в камеру топлива и воздуха и механиз ма процессов, совершающихся в камере. Для описания этих явлений обычно записывают уравнение Навье — Стокса, которое дает два определяющих критерия — Рейнольдса и Фруда. [c.365] В большинстве случаев теплотехникам приходится иметь дело с вынужденным турбулентным движением, характеризуемым большими числами Рейнольдса. Как известно, для изотермических систем гидродинамические процессы протекают при этом автомодельно. В рабочих пространствах печей и топок имеются значительные градиенты температур. Происходят процессы горения. В таких условиях, конечно, нельзя рассчитывать на строгую автомодельность процесса. Однако можно ожидать, что при сохранении подобия ввода воздуха, и топлива в камеру сохранится и общий характер движения их в камере. [c.365] Когда речь идет о влиянии гидродинамики на лучистый теплообмен, то можно различать два пути этого влияния посредством процесса горения, т. е. через поле тепловыделений, которое в большой степени определяется гидродинамическими явлениями, и путем непосредственного воздействия поля скорости на лучистый теплообмен. [c.365] Гораздо большее влияние на лучистый теплообмен могут оказать гидродинамические явления посредством горения (тепловыделения). Иногда незначительные изменения в способе подачи воздуха могут сильно ухудшить режим горения, благодаря чему сильно снизится теплоотдача в камере. [c.366] Если все топливо и весь воздух подаются в камеру при одинаковых температурах, то вопрос о подобии полей их температур не возникает. Если же они подаются при разных температурах, то для соблюдения подобия этих полей необходимо иметь постоянные отношения, абсолютных температур топлива и воздуха в сравниваемых агрегатах. Если, кроме того, отдельные порции топлива и воздуха подаются в разных местах агрегата, то необходимо, кроме то о, чтобы и отношения температур отдельных масс топлива и воздуха, поступающих в камеру, были постоянны. [c.366] Величина теплоемкости среды зависит от состава среды и ее температуры. Состав и температура среды меняются в объеме и зависят от протекания всего процесса. Поэтому поле теплоемкостей нельзя устанавливать по воле исследователя. Анализ задачи показывает [6 146], что, для того чтобы в двух системах получить подобие полей физических констант, последние должны быть степенными функциями температур. В отношении теплоемкостей этого в действительности нет. Поэтому можно заведомо считать, что если поля температур в сравниваемых агрегатах не тождественны, то подобие полей теплоемкостей не может быть соблюдено. Однако, учитывая, что величина теплоемкостей меняется не сильно и что характер изменения теплоемкости с температурой всегда однозначен, можно полагать, что несоблюдение подобия полей теплоемкостей не внесет значительных искажений в анализ задачи. [c.366] Если принять, что при изменении температуры среды величины коэффициентов поглощения изменяются по закону Бугера, то величину коэффициента поглощения можно записать формулой. [c.366] Зависимость (13-26) является степенной от Т. Поэтому соблюдение подобия полей величин а получится автоматически при соблюдении подобия полей температур. Однако при этом необходимо помнить, что подобная концепция представления явлений на базе серого излучения и справедливости закона Бугера является в значительной мере условной. [c.366] Температура мало отличается от средней температуры горючей смеси, поступающей в камеру. [c.367] В полученные выше критерии входит ряд физических величин, мало показательных по своему техническому смыслу. Поэтому для более удобного практического применения их целесообразно преобразовать. [c.367] При составлении критериев для группы геометрически подобных систем безразлично, какой линейный размер взять за определяющий, так как при изменении выбранного размера величина критерия во всех системах изменится на постоянный множитель. Например, за определяющий линейный размер можно взять или УН, или УЖГ и т. д. [c.367] Значимость вопроса о выборе определяющего линейного размера вытекает из желания обобщить выводы теории подобия на геометрически неподобные системы. При удачном выборе определяющего линейного размера может получиться, что определяющий критерий окажется обобщающим и для группы неподобных систем. Такой выбор определяющего линейного размера позволит не вводить специальные симплексы, учитывающие неподобие систем. Можно для различных кри герйев брать различные определяющие линейные размеры. [c.368] Величину Сг возьмем средней в интервале температур Ту и Тд. [c.368] Учитывая все сделанные замечания, представим сводку критериев в следующем виде. [c.369] Члены г 3у учитывают неподобие условий однозначности, их число равно числу изменений в условиях однозначности, которые существенны для процессов лучистого теплообмена. [c.369] Вернуться к основной статье