Материал: 1861

вать свободную неизотермическую турбулентную струю, схема которой показана на рисунке 3.

Свободная осесимметричная приточная струя образуется при истечении газообразной или капельной жидкости в безграничное или достаточно большое пространство, заполненное той же, но покоящейся жидкостью.

Согласно теории Г.Н. Абрамовича воздух, вытекая из воздухораспределителя, образует струю с криволинейными границами, которые приближенно могут быть заменены прямыми АВ , ВС , DE , EF (см. рисунок 3).

Рис. 3 Схема свободной неизотермической турбулентной струи

В струе различают начальный участок ABDE и основной BCEF. Сечение BE называют переходным сечением. Если продолжить границы основного участка BC и EF , то они пересекутся в точке O. Боковой угол расширения α =12o 25' . Исследования показывают, что статическое давление в струе равно статическому давлению в окружающей жидкости.

В задачу лабораторной работы входит определение длины начального участка хн, скорости по оси струи υо, средней скорости по площади υ и расхода L в сечениях х1 , х2 струи; построение эпюры скоростей для сечений х1 и х2; определение количества воздуха, эжектируемого струей, и сравнение полученных результатов с вычисленными по зависимостям:

16

(8)

(9)

(10)

где х – расстояние от устья струи воздухораспределителя до се-

чения х1, х2 , м; хо – расстояние от полюса струи до устья воздухораспределителя,

хо ≈ 0 , м/с; rо – радиус воздухораспределителя, м.

Приведенные формулы справедливы и для плоской струи, вытекающей из прямоугольного отверстия со сторонами a и b. При этом в расчетные формулы вместо радиуса отверстия rо необходимо ввести эквивалентный по площади радиус. Поскольку 2 сеч Sо = а·b = π·rо2 , то эквивалентный радиус определяется по уравнению

(11)

где υо – скорость по оси струи, м/с;

υср – средняя скорость истечения струи из воздухораспределителя, υср ≈ υо1, м/с;

υо1 – осевая скорость на начальном участке, м/с (см. рис. 3.1); βо – поправочный коэффициент на количество движения βо ≈1;

υ – средняя скорость по площади в заданном сечении, м/с;

L – расход воздуха в сечениях x1 , x2 , м3/с;

Lо – расход воздуха в устье воздухораспределителя, м3/с,

(12)

Порядок выполнения работы

Каждый студент выполняет замеры самостоятельно, при определенном режиме работы установки, который достигается разной сте-

17

пенью перекрытия воздушного потока заслонкой. Режим работы устанавливает преподаватель индивидуально для каждого студента.

Длину начального участка хн (см. рисунок 3) определяют из условия постоянства осевой скорости υо1 по длине начального участка. Следовательно, анемометр, установленный по оси потока, зафиксирует переходное сечение BE падением скорости. Расстояние от устья воздухораспределителя до места, где скорость начинает падать, является начальным участком xн . Это расстояние необходимо измерить рулеткой и занести в протокол отчета.

Расстояния от устья воздухораспределителя до сечений х1 , х2 задает преподаватель. В этих сечениях струи нужно снять серию показаний скорости ( υ1 , υ2 , …, υn ) и определить расстояния (R1, R2, … Rn) от оси струи до точек, в которых измеряются скорости. Показания снимают с интервалами δ1 и δ2, м, от сечения с максимальной скоростью (ось струи, R = 0) до сечения со значением скорости υ ≈ 0 (граница струи Rn ). Интервалы δ1 и δ2 задает преподаватель. Значения υi и Ri (i =1, 2, … n ) заносят в таблицу, после чего производят вычисления средней скорости воздушного потока в струе по выражению

(13)

Расход воздуха в сечениях L и количество воздуха, эжектируемого струей Lэ рассчитывают по формулам:

(14)

(15)

По значениям υ и R строят кривые, характеризующие поля скоростей в поперечных сечениях струи, снятых на расстоянии x1 и x2 от воздухораспределителя. Скоростные поля можно строить в размерных и безразмерных координатах. При построении скоростных полей в размерных координатах на оси абсцисс откладывается расстояние R, а на оси ординат – скорость в точке, соответствующей этому расстоянию. При построении скоростных полей в безразмерных координатах на оси абсцисс откладывают безразмерные расстояния R1 / Rn , R2 / Rn , R3 / Rn, … , Rn / Rn , а на оси ординат безразмерные скорости

υ1/ υо , υ2/ υо , υ3/υо , … , υn / υо . Скоростные поля можно строить в любом удобном масштабе.

Результаты измерений и вычислений заносятся в таблицу 3.

18

Таблица 3

После выполнения работы нужно сделать вывод, который должен содержать следующую информацию:

-насколько совпадают полученные теоретические и практические значения скоростей и расходов;

-какова величина погрешности;

-если погрешность велика, то необходимо назвать причины;

-анализ форм двух полученных эпюр скоростей.

19

Лабораторная работа №4 (расчетная)

РАСЧЕТ ВОЗДУХООБМЕНА ПО КРАТНОСТИ И ТЕПЛОИЗБЫТКАМ

Цель работы: научиться определять количество удаляемого воздуха от оборудования, выделяющего вредные пары, газы, пыль с учетом коэффициентов одновременности и загрузки, загрязненности воздуха; определять краткости воздухообмена.

Теоретические положения

Для борьбы с выделяющимися в воздух производственных помещений парами и газами вредных веществ, а также пылью наиболее эффективно применение локализующей вытяжной вентиляции, т.е. удаление вредных выделений от мест их оборудования. Это осуществляется при устройстве укрытий у агрегатов, являющихся источниками вредных выделений.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

7.

Рисунок 4 – Местные отсосы: 1 – зонт; 2 – отсасывающая воронка; 3 – панель Чернобрежского; 4 – кожух; 5 – бортовой отсос; 6 – лабораторный шкаф; 7

– окрасочная камера

Удаление загрязнений непосредственно у мест их образования принято называть местной вытяжной вентиляцией. Основным элементом такой системы является приемное устройство, улавливающее вредные выделения. Конструкции приемных устройств (местных отсосов) могут быть различными: зонты, ограниченные с одной или двух сторон; отсасывающие наклонные панели (например, панель Чернобрежского); бортовые отсосы от ванн и т.д. (см. рис. 4)

Чистый приточный воздух должен всегда подаваться в «чистую зону» вдали от мест образования вредных выделений.

20