ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Испарение капель в турбулентной воздушной струе при кинетическом режиме из "Пестицидные аэрозоли" Испарение капли в турбулентной воздушной струе происходит при ее движении относительно воздуха это движение обусловлено различиями между скоростью капли и осредненной скоростью воздуха, а также турбулентными пульсациями скорости воздуха. [c.155] Схема (см. рис. 45) наглядно иллюстрирует особенности рассеяния испаряющейся примеси в турбулентной струе, отличающие этот процесс от рассеяния консервативной примеси. [c.157] В испаряющейся примеси количество жидкой фазы в струе убывает с увеличением х и при х=х , у/Я=0 обращается в нуль при консервативной примеси ее количество постоянно на всех расстояниях равно х. Для рассеяния консервативной примеси характерно подобие профилей безразмерных концентраций во всех сечениях струи, для испаряющейся примеси такого подобия нет. [c.157] Отсюда следует, что решения, полученные в теории струй для рассеяния консервативной примеси [19], неприменимы для струи с испаряющейся примесью. Метод, используемый в теории струй для решения задач о рассеяния примеси (основанный на сведении уравнения диффузии в частных производных с переменными х и = к обыкновенному дифференциальному уравнению-с одной переменной что возможно благодаря подобию безразмерных профилей), неприменим для струй с испаряющейся примесью. [c.157] И при краевом условии п=0 на осесимметричной поверхности, образующая которой лз=/( ) определяется уравнением (4.36) (/Ст — коэффициент турбулентной диффузии 1 . — путь смешения ). [c.158] Ввиду громоздкости решения этой задачи мы ограничились следующим упрощением капли, выбрасываемые из ядра турбулентными пульсациями скорости воздуха в периферийную зону струи, не содержащую капель, испаряются и не возвращаются в ядро струи. [c.158] Экспериментальная проверка полученных результатов имела целью выявить роль важного фактора, не учтенного теорией испарения капель,— роль турбулентных пульсаций скорости воздуха в струе. [c.159] Экспериментальная установка находилась в помещении размером 10x5,7x2,8 Воздух нагнетался вентилятором к круглому соплу, ось которого располагалась горизонтально. Для образования однородных по размеру капель дистиллированной воды использовали монодиснерсный генератор Волчок с вращающимся распылителем [22]. [c.159] Согласно измерениям профилей скорости воздуха в струе экспериментальный коэффициент струи [19] был равен а= = 0,0764. Начальные счетные концентрации капель в струе были очень малы (меньше 1 см ), значения критерия Е были велики ( 10 ), т. е. режим испарения был кинетический. [c.159] На рис. 47 приведены полученные в опытах профили относительных счетных концентраций капель п п ) на различных расстояниях от сопла при Ло = 20 мкм ( 1 — измеренные счетные концентрации капель 2 — теоретические значения концентрации капель, вычисленные по формулам для турбулентной струи с консервативной примесью). Точки на рис. 47, отмеченные цифрой 1, относятся к профилю концентраций на расстояниях х= = 3,5 м от сопла цифре 2 соответствует профиль л =5,0 м и цифре 3 — Профиль х=6,0 м. [c.159] Измеренные счетные концентрации капель 1 оказались значительно меньше расчетных значений для консервативной примеси Мг значения П1/П2 быстро убывают при удалении от сопла (увеличении х) и при удалении от оси струи (увеличении у). [c.159] Определение зависимости среднеквадратичного отклонения о радиусов капель, улавливаемых в определенной точке оси струи, от их среднего значения г на различных расстояниях от сопла при начальном радиусе капель / о=14 и 20 мкм показало, что величина а, имевшая вблизи сопла значение 5%, быстро возрастала с удалением от сопла (варьировала от 8,5 до 17,5% на расстоянии х=1,7 м и от 23,2 до 28% на расстояниях х= 1=3—4,7 м). Следовательно, при испарении в турбулентной струе первоначально приблизительно монодисперсная система капель становилась по мере удаления от сопла все более полидисперсной. Это было объяснено как результат турбулентных пульсаций скорости воздуха в струе, не учитываемый формулой (4.18), согласно которой (при учете только осредненных скоростей воздуха) все капли первоначально монодисперсного аэрозоля в любой точке струи были бы одинаковы. [c.161] На рис. 48 показано изменение среднего радиуса капель г по оси струи согласно измерениям 1 — для начального радиуса / 0=14 мкм, 2 — для Го=20 мкм, 3 — для Го=25 мкм). Сплошными линиями показаны результаты численного решения системы уравнений (4.18) — (4.34). Вначале измеренные значения г убывали быстрее, чем теоретические, что следует приписать не учтенному теорией влиянию турбулентных пульсаций скорости воздуха. Затем, на значительных удалениях от сопла, измеренные и теоретические значения г становились одинаковыми, после чего теоретические значения г убывали быстрее, чем измеренные, вплоть до полного испарения (г=0). Причина этого становится ясной при рассмотрении рис. 49, где показано убывание величины / 2 по оси струи (точки 1 соответствуют Го = = 14 мкм, 2—Го=20 мкм и 3—Го=25 мкм). [c.161] Таким образом, рис. 49 не только подтверждает предложенную теорию рассеяния испаряющейся примеси в турбулентной струе (ускоренного в сравнении с рассеянием консервативной примеси), но и иллюстрирует важную особенность испарения капель в турбулентной струе — вероятностный характер этого процесса, приводящий к превращению исходной монодисперсной системы капель в полидисперсную не только в сечении струи в целом, но и в каждой точке струи. [c.162] Вернуться к основной статье