ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Турбулентная струя, проходящая через полупроницаемое препятствие из "Пестицидные аэрозоли" При опрыскивании сельскохозяйственных растений пестицидами встречаются процессы, связанные с прохождением турбулентных струй через полупроницаемые препятствия. Примером может служить опрыскивание деревьев плодового сада вентиляторным опрыскивателем турбулентная воздушно-капельная струя, создаваемая опрыскивателем, направляется в крону дерева, которую можно рассматривать как полупроницаемое препятствие. [c.124] В полупроницаемом слое А (x x x2) количество движения струи убывает. Принято, что убыль количества движения в малом элементе слоя пропорциональна объему этого элемента АУ и равна AУgpi7 где — величина, постоянная для всего слоя А и характеризующая степень его проницаемости. [c.124] Следовательно, при значительной толщине и густоте полупроницаемого слоя струя должна расширяться сильнее, чем невозмущенная струя. [c.127] Вернемся к равенствам (3.34) и (3.35). При 2H 0,22xJk (или соответственно при 2/ Xi) критическая толщина слоя становится равной нулю или приобретает отрицательное значение. Очевидно, физически это означает, что при достаточно густом слое (большие значения ), достаточно удаленном от начального сечения струи (большие значения х,, т. е. малые скоростные напоры в струе при входе в слой), струя уже не в состоянии преодолеть слой полностью. При этом через слой проходит лишь часть струи, а часть растекается вдоль него в виде веера. Именно такая картина наблюдалась при прохождении струи через плоскую решетку [20]. [c.127] Обратимся к экспериментальной проверке полученных результатов. [c.127] Структуру струи, проходящей через полупроницаемый слой, изучали путем измерения профилей полных и статических давлений в струе перед слоем и за ним при помощи трубки Пито. Струя вытекала из круглого цилиндрического сопла диаметром с/о=0,009—0,30 м со средней скоростью t/ =90—120 м/с. При отсутствии полупроницаемого слоя структура струи соответствовала формулам [2]. [c.127] Значения количества движения струи перед препятствием и сзади него и ЛГц) вычисляли по измеренным профилям скорости. Для четырех испытанных препятствий различной густоты получены следующие значения I 13, 16, 40 и 120 м . [c.128] На рис. 34 представлена полученная зависимость g от безразмерной толщины слоя Axldo. При каждом значении Ax/do определяли значение указанным выше способом, т. е. по профилям скорости струи, измеренным перед препятствием и сзади него. [c.128] Как видно на графике, величина не зависит от значений Ax/do и остается приблизительно постоянной в исследованном диапазоне этих значений. Это подтверждает предположение о постоянстве принятое нами при выводе уравнения (3.25). [c.128] На рис. 35 представлены графики безразмерной скорости на оси невозмущенной струи (Ах=0) и на оси струи, прошедшей через препятствие, в зависимости от безразмерного расстояния x/dd, при =13 м и различных значениях Дх (0,048 0,085 и 0,230 м). Линиями показаны теоретические кривые, вычисленные по формуле (3.30), точками — результаты измерений. Видно, что совпадение теории с экспериментом удовлетворительное, это свидетельствует о правильности теории. [c.128] Было произведено фотографирование теневых изображений струи. Препятствия имели толщину 0,010 0,025 0,030 м значения g, измеренные указанным выше способом, т. е. по профилям скоростей, были равны 40 м для первого и третьего препятствий и 120 м для второго. Осесимметричная турбулентная струя ( 0=0,009 м i/o=40 м/с xjd =4,5—5,4 Re= 20 000) направлялась на препятствие снизу вверх. Для визуального наблюдения струи воздух нагревали до 30—40°. [c.128] Фотографии струи приведены на рис. 36. На рис. 36, а показана невозмущенная струя. На рис. 36, б струя проходит через препятствие при =40 м , л 1=0,035 м, Ал =0,01 м. Видно, что при этом форма струи практически не отличается от формы невозмущенной струи, показанной на рис. 36, а. Значение Ал р, вычисленное по формуле (3.35), т. е. при йг 0,22, равно 0,014 м, т. е. почти в 1,5 раза больще Ах. На рис. 36, в показана струя, проходящая через препятствие с заметным дополнительным расширением. Значения параметров при этом следующие ==40 м Ах=0,03 м 1 = 0,039 м 2 0,5. Значение Дл р при 2 0,22, согласно формуле (3.35), равно 0,011 м, т. е. меньше Ах следовательно, струя должна проходить через решетку с дополнительным расширением, что и наблюдается. С учетом этого расширения, т. е. при 2 0,5, согласно формуле (3.34), Ал р = 0,033 м, т. е. Ал кр Ал. [c.129] В рассмотренных случаях критическая толщина препятствия, вычисленная по формуле (3.34) или (3.35), имела положительное значение, и, соответственно, вся струя проходила через полупроницаемый слой. На следующей фотографии (рис. 36, г) показана струя, которая при прохождении через слой делится на две части первая из них проходит через препятствие, вторая растекается перед ним по его поверхности в виде веера. Для этой струи значения параметров были следующие =120 м Дх=0,025 м Х1 = 0,048 м. Зпачепие Ал р, вычисленное по формуле (3.34), при 2=0,54, т. е. с учетом дополнительного расширения струи, оказывается отрицательным (—0,25) еще большее по абсолютной величине отрицательное значение (—3,13) получается по формуле (3.35). Таким образом, и на этом режиме раздвоения струи экспериментальные данные оказываются в согласии с теорией. [c.130] Измеренные характеристики деревьев и вычисленные по результатам опытов значения и Ах р приведены в табл. 9. [c.131] На рис. 37 показаны безразмерные профили скорости в сечениях перед деревом (рис. 37, а) и за деревом (рис. 37, б) при различных значениях %. Линией показан теоретический профиль скорости, рассчитанный по формуле (3.6), точками — результаты измерений. Экспериментальные профили хорошо согласуются с теоретическими. [c.131] На рис. 38 показана зависимость отношения радиусов струи, прошедшей через крону, и невозмущенной струи (/ 1// г) в сечениях, одинаково удаленных от сопла, в зависимости от величины Ах, характеризующей густоту и диаметр кроны. Значения Я1 и 2 определяли как расстояние от оси струи до точек, в которых скорость равна 20% от осевой. При данных условиях форма струи за кроной практически не отличалась от формы невозмущенной струи, что согласуется с теорией. [c.131] Таким образом, приближенная теория струи, проходящей через полупроницаемое препятствие, удовлетворительно согласуется с экспериментальными данными. [c.132] Вернуться к основной статье