Розробка нетрадиційного способу керування структурою вихідного потоку вихрової камери

Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 6 No. 8 (120) (2022): Energy-saving technologies and equipment; 55-64
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6 № 8 (120) (2022): Енергозберігаючі технології та обладнання; 55-64
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: A technique of using coherent vortex formations of the dead-end zone of the vortex chamber of the end type as a controlling factor influencing the structure and characteristics of the output flow has been developed. The kinematic parameters of the flow relative to chambers with elongated and extremely short dead-end parts in the range of Reynolds numbers according to the parameters of the nozzle Re=47080–86530 were investigated. The reaction of the flow structure in the output sections of the vortex chambers was determined experimentally using thermoanemometry. Profiles of time-averaged transversal and axial velocity projections, as well as corresponding values of the relative intensity of velocity pulsations, were obtained. It was found that at Re=86530, the elongation of the dead-end part of the chamber leads to a decrease in the initial cross-section of the transversal component by 15 % with an increase in the axial component by 19.7 %, and, at Re=47080, to a decrease in the transversal component by 21 % with an increase in the axial component by 8.5 %. This indicates the redistribution of kinetic energy from transversal to axial energy motion, which is confirmed by the analysis of the corresponding intensity profiles of the velocity pulsations in the output section of the chamber in the near-wall and near-axis zones of the flow. The integral intensity of the velocity pulsations along the initial cross-section of comparable chamber designs increases in a chamber with an elongated dead-end part with almost no additional energy losses. The obtained results form the basis of a rational method of controlling the macro- and microstructure of flows, which determines the efficiency of mass exchange and heat exchange processes in vortex chambers of the end type. Such designs are characteristic of vortex mixers, burners of industrial furnaces, furnace devices of hot water and steam boilers, and other technological and power equipment
Розроблено спосіб використання когерентних вихрових утворень тупикової зони вихрової камери торцевого типу як керувального фактору впливу на структуру і характеристики вихідного потоку. Досліджено кінематичні параметри течії щодо камер з видовженою і гранично короткою тупиковими частинами в діапазоні чисел Рейнольдса за параметрами сопла Re=47080–86530.Реакцію структури потоків у вихідних перерізах вихрових камер визначено експериментально за допомогою термоанемометрії. Отримано профілі усереднених за часом трансверсальної та осьової проекцій швидкості, а також відповідних величин відносної інтенсивності пульсацій швидкості. Виявлено, що при Re=86530 видовження тупикової частини камери призводить до зменшення у вихідному перерізі трансверсальної складової на 15% при збільшенні осьової складової на 19,7%, а при Re=47080 – до зменшення трансверсальної складової на 21% при збільшенні осьової складової на 8,5%. Це свідчить про перерозподіл кінетичної енергії від трансверсального руху до осьового, що підтверджує аналіз відповідних профілів інтенсивності пульсацій швидкості у вихідному перерізі камери в пристінній та приосьовій зонах течії. Інтегральна інтенсивність пульсацій швидкості за вихідним перерізом порівнянних конструкцій камер зростає в камері з видовженою тупиковою частиною практично без додаткових енергетичних втрат. Отримані результати складають основу раціонального методу керування макро- і мікроструктурою потоків, що визначає ефективність масообмінних і теплообмінних процесів у вихрових камерах торцевого типу. Такі конструкції характерні для вихрових змішувачів, пальникових пристроїв промислових печей, топкових пристроїв водогрійних і парових котлів та іншого технологічного і енергетичного устаткування
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: