ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА С тру минский. Основные пути повышения эффективности технологических процессов из "Аэродинамика в технологических процессах" Нельзя улучшить работу аппаратов, не понимая процессов, происходящих в них. Поэтому сегодня основные пути повышения эффективности технологических процессов проходят через исследования физической картины течений в реакторе и требуют концентрации сил, средств и координации, основанной на высоком научном потенциале, достигнутом, например, в области авиационной, ракетной и космической техники. [c.7] Хорошо известно, что благодаря работам всемирно известных ученых Н. Е. Жуковского и С. А. Чаплыгина наша аэродинамическая наука вышла на передовые позиции в мире и наша страна завоевала передовые рубежи в развитии реактивной авиации, ракетной и космической техники. Использование достижений современной аэродинамики с целью интенсификации основных технологических процессов в нашей промышленности также представляется современным и актуальным. [c.7] Говоря об использовании достижений современной аэрогидродинамики, прежде всего следует обратить внимание на методическую сторону вопроса. [c.8] Уравнения гидродинамики очень сложны не только для их точного решения, но и для решения их на современных ЭВМ. Поэтому аэродинамики придавали исключительно большое значение экспериментальным методам изучения физической картины течения. С этой целью создавались специальные аэродинамические трубы и стенды, разрабатывалась уникальная измерительная техника. [c.8] Однако важны не только количественные методы, позволяющие измерить скорость, температуру и давление. Для начала, пожалуй, важнее воспользоваться методами, позволяющими визуализировать потоки и определить картину течения в целом. [c.8] На рис. 1 показана сложная картина натекания струи реактивного двигателя на препятствие. Вндиа вся картина течения сверхзвуковые зоны, скачки уплотнения, дозвуковые области, турбулентные потоки. [c.8] Как видно, даже расположение датчика оказывает влияние на показания термоанемометра. [c.9] В США все такие методики разработаны в соответствии с единым стандартом. Недавно методики измерения были согласованы между США, Англией и Францией. Нам также необходимо это сделать по крайней мере в рамках нашей страны. Поэтому первые конкретные рекомендации, паправленные па повышение эффективности технологических процессов, должны быть связаны с дальнейшим более детальным изучением структуры потоков по единым согласованным методикам измерения. [c.9] Конкретные рекомендации по геометрическим элементам химических аппаратов должны быть направлены на то, чтобы не допускать отрыва потока, внхреобразований и неоднородностей во всех подводящих трактах производственных технологических установок. [c.9] В нашей стране накоплены огромные экспериментальные материалы, которые позволяют расширять, поворачивать и сужать потоки без потерь [1]. Это должно быть реализовано в нашей про-мьпиленности в целях повышения эффективности технологических процессов. [c.9] Следующие конкретные рекомендации относятся к более полному использованию методов современной молекулярной аэродинамики для совершенствования технологических процессов. Возможности здесь большие. [c.9] Что такое молекулярная аэромеханика В классической гидродинамике рассматривают газы и жидкости как сплошную среду, игнорируют ее молекулярную структуру. В молекулярной же аэромеханике исходят из молекулярной структуры материи. [c.9] Молекулярная аэромеханика позволяет получить ие только сами уравнения движения, но и вычислить с большой точностью неизвестные коэффициенты вязкости, теплопроводности, диффузии. [c.10] Законы молекулярной аэродинамики существенно отличаются от законов классической аэродинамики при числах Кнудсена, больших единицы (Ки ХИ 1, где л — длина свободного пробега молекул). Это число является важнейшим ее параметром. [c.10] Область Ки 1 относится к потокам в верхних слоях атмосферы. Любопытно отметить, что законы молекулярной аэромеха-никп реализуются пс только в верхних слоях атмосферы, но и в наших земных условиях. В частности, они управляют потоками в капиллярах, в порах катализатора. Разработка фундаментальных основ теории катализаторов должна базироваться на законах молекулярной аэромеханики. Здесь много резервов. Этим вопросам на совещании еще будет уделено большое внимание. [c.10] Указанными тремя крупными направлениями не исчерпывается возможность использования конкретных результатов и того огромного опыта, который имеется в научных организациях, авиационных и космических центрах, не исчерпывается и перечень основных научно-технических проблем, которые возникают в нашей промышленности. [c.10] Более сложные проблемы связаны с потоками дисперсных и двухфазных сред. Многообразие технологических процессов с подобными потоками чрезвычайно велико. [c.10] В своей работе Комиссия ограничилась рассмотрением только некоторых из них, нашедших весьма широкое применение. Прежде всего — это процессы в зернистых слоях, кипящем слое и двухфазных средах. В различных технологических производствах эти процессы реализуются совершенно разными способами. В частности, в химической промышленности применяются реакторы следующих схем (рис. 3). Форму 1 имеют реакторы в производстве мономеров СК и в колонне синтеза аммиака форму 2 — в производстве азотной кислоты форму 3 применяют при паровой конверсии метана зернистый слой используется также в доменных процессах при восстановлении железной руды 4. Если напор потока увеличить, будем иметь дело с процессами в кипящих слоях 5. [c.10] При изучении таких процессов, по-видимому, также необходимо воспользоваться опытом организаций оборонных отраслей промышленности. Сначала надо детально изучить физическую картину потоков, возникающих в реакторах, а затем пытаться решить проблему масштабного перехода. [c.11] Авиаторы, изучая законы обтекания элементов самолета (при дозвуковых скоростях), установили возможность существования двух основных ре /кимов обтекания ламинарного с фиксированным положением точек отрыва потока и турбулентного также с фиксированным положением точки отрыва, но расноложенпой гораздо ниже по потоку. Затем они доказали возможность существования двух предельных режимов обтекания и их зависимость от числа Рейнольдса. На основании этого размер испытанных моделей был выбран таким, который позволил зафиксировать оба режима. [c.11] Вернуться к основной статье