ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Испарение капли (часть из "Горение и массообмен" Рассматриваемое явление. Малый сферический объем жидкости, заключенный в неограниченной газовой среде,. испаряется и, наконец, исчезает. [c.46] Практическая важность рассматриваемого явления. Испарение является подготовительным процессом при горении жидких топлив в бензиновых, дизельных и газотурбинных двигателях, в печах, промышленных и бытовых нагревательных (устройствах многих типов. Испарение происходит и при сушке молока в перегревателях парогенераторов. Пожа,ры могут быть погашены облаком испаряющихся капель. Рассеяние тумана также сопровождается процессом испарения капель. [c.47] Цель расчета. Необходимо составить уравнения и формулы, отражающие влияние свойств жидкости, пара и атмосферы на продолжительность испарения. [c.47] Описание и предположения. Модель определяется следующим образом. Предполагается, что имеется сферическая симметрия (пренебрегается нерадиальным движением), стационарное (или квазистационарное) состояние газовой среды. Величина Гпар Н6 зависит от радиуса. Расстояние между каплями велико. Химические реакции не происходят. [c.47] Расчет распределения концентрации пара т ар в газовой среде. Анализ выполняется следующим образом. [c.47] Из закона сохранения массы (рис. 3.2). [c.47] Общий характер этого распределения показан на рис. 3.3. [c.48] Изменение диаметра капли во времени. Дифференциальное уравнение. Поскольку пар образуется из жидкости, скорость изменения радиуса капли пропарциональна Со, и, таким образом. [c.48] Практические приложения. Поскольку исп о, то для сокращения времени испарения следует уменьшать диаметр капли Do. В этом заключается причина использования распыливающих устройств (струйных и вращающихся форсунок, форсунок с oy дарением струй, центробеж1Ных. и пневматических форсунок и др.). Так как исп уменьшается с ростом /Пдаро, то летучие топлива испаряются быстрее. [c.49] Выводы. Данная модель полезна для понимания физического процесса. Она нуждается во многих уточнениях, с тем чтобы быть полезной в инженерном расчете. Большинство уточнений может бьггь выполнено, и некоторые из них будут изложены ниже. Наибольшая трудность, препятствующая расчет у процесса испарения,— это неточность определения начального размера капли. [c.49] Правая часть этого соотношения обращается в единицу, когда жидкость подается незакрученной, и сопло заполнено жидкостью. [c.50] На практике наблюдается отклонение от этого соотношения из-за влияния вязкости. [c.51] При сохранении неразрывности жидкости толщина пленки уменьшается с ростом расстояния от сопла. Наконец, силы поверхностного натяжения, приводимые в действие аэродинамическими возмущениями,. вызывают распад пленки и образование облака капель, диаметр которых того же порядка, что и толщина пленки. Этим завершается процесс распылива ния. [c.51] Вращающиеся форсунки.. .Жидкое топливо выливается на поверхность вращающейся чаши и таким образом приобретает вращательную составляющую скорости. Такое устройство позволяет получать пленку малой толщины (и капли малого диаметра) при, небольших затратах энергии (рис. 3.6). Вращающиеся форсунки такого типа не использукугся в газотурбинных или дизельных двигателях ввиду их большого размера, веса и относительно сложной конструкции. Однако в некоторых газовых турбинах топливо распыливается путем его подачи на обод вращающегося диска, прикрепленного к валу двигателя. [c.51] В ракетных двигателях распыливание часто осуществляют столкновением струй (рис. 3.7). Такие устройства 1не могут создавать желаемую мелкость распыливания, однако дают возможность подать гро мадное количество топлива через головку при чрезвычайной простоте ее конструкции. [c.52] Необходимость учета массообмена. Знание поля температуры необходимо для расчета В1ремени испарения капли, поскольку массовая доля пара вблизи поверхности жидкости зависит от температуры жидкости. Такие взаимодействия диффузионных и тепловых процессов — обычное явление и поэтому необходимы методы их расчета. Хотя термодинамика и теория теплообмена дают много полезных сведений для предмета нашего изучения, тем не менее их применимость к диффузионным системам не является очевидной, и даже,- когда они используются правильно, форма записи уравнений определяет простоту процедуры расчетов. По этой причине форма записи уравнений заслуживает внимания. [c.54] Задача. Данная глава посвящена методам расчета распределений температуры и потока энергии в диффундирующих средах, в том числе в средах с химической реакцией-. [c.54] Содержание главы. Будут рассмотрены три главные темы выражение для потока энергии, дифференциальное уравнение для одномерного потока (несколько форм), приложение к задаче о стефановском потоке. [c.54] Вернуться к основной статье