ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Характеристики распыливания и их зависимость от физических свойств топлива из "Сжигание тяжелых жидких топлив" Для оценки качества распыливания во многих случаях удобнее пользоваться не всей кривой распределения капель, а какой-то одной средней характеристикой. Выбор этой характеристики должен диктоваться поставленной задачей или методом измерения, дающим непосредственно среднюю величину. Если исследованиями преследуется цель сравнить работу отдельных форсунок, целесообразн.0 воспользоваться какой-либо из средних величин, принятых в статистике. При выборе и подсчете средней величины необходимо учесть также степень влияния точности измерения на ту или иную характеристику распыливания. [c.114] Ввиду того что в настоящее время для характеристики распыливания топлива применяется большое число различных средних, возможность использования опытного материала по распыливанию значительно ограничивается. [c.116] Задача нахождения связи между различными средними выполнима лишь в том случае, если закономерность распределения капель по размерам может быть выражена аналитически. [c.116] Соответственно можно найти выражение для любого вида среднего, приведенного выше. [c.116] Если при определении характеристики распыливания не ставится условий, связанных с исследованием какого-либо физического процесса, то выбор средней величины должен производиться на основании оценки точности ее определения. В ЦНИИ МПС для подсчета погрешностей ряда характеристик проведены специальные измерения тонкости распыливания топлива в одинаковых условиях. По результатам измерения всего спектра капель были подсчитаны средние типа и по кривым распределения вида (3. 28) определены статистические характеристики медиана (3. 60) и мода (3. 61), а также величины d и т. [c.117] На основании анализа результатов обработки опытных данных (табл. 9) установлено, что абсолютные величины средних размеров капель возрастают с повышением показателей степеней при р д и р). С повышением показателей степени возрастает зависимость этих средних от размеров крупных капель, а мелкие капли не оказывают существенного влияния. Точность характеристик Е р при д = 1—3 и р = О, т. е. среднеарифметического, среднеповерхностного и среднеобъемного диаметра капель, в основном определяется точностью измерения и подсчета количества мелких капель. Точность измерения этих величин значительно меньше, чем крупных, поэтому для средних получены наибольшие ошибки ( 100%). [c.117] Наименьшие погрешности имеют средневесовая и медиана, которые целесообразно использовать при характеристике тонкости распыливания, если поставленная задача не обусловливает выбор специальной средней величины. [c.117] Сравнение теоретических и экспериментальных зависимостей различных видов средних от d (3.28) показывает (табл. 10), что разница в результатах лежит в пределах точности экспериментов и для пересчета одного вида среднего диаметра капель в другой можно пользоваться уравнением (3. 58). [c.117] Средний размер, как и весь спектр капель, составляющих факел, определяется расходуемой на распыливание энергией. Использование этой энергии непосредственно на дробление струи зависит от ряда факторов, основным из которых, как показано выше, является разность скоростей на поверхности струи и окружающей среды. Чем толще струя топлива, тем меньшую разность скоростей будет иметь центральная часть. Опытные данные в большинстве устанавливают пропорциональную зависимость среднего размера капель от диаметра сопла. Взаимодействие потоков и передача энергии (ри ) от слоя к слою топлива существенно зависят от вязкости. С увеличением вязкости внутреннее трение оказывает большее противодействие отрыву слоев, что будет ухудшать тонкость распыливания. Поверхностное натяжение также препятствует дроблению струи. Чем выше коэффициент поверхностного натяжения, тем крупнее образующиеся при распыливании капли. [c.120] Наименьшее влияние на процесс распыливания и на средние величины капель оказывает плотность топлива она определяет инерционные силы, от которых зависит только дальнобойность факела. Для условия дробления капель от аэродинамических сил получено, что изменение плотности жидкости в 13,6 раза (от воды до ртути) не влияет на размеры капель и критерий дробления [1031. Поскольку плотность тяжелых топлив колеблется в интервале 860-950 кг/м , подробное исследование влияния плотности жидкости на распыливание не представляет практического интереса. [c.120] Коэффициент поверхностного натяжения является более существенной характеристикой при исследовании распыливания, так как от величины силы поверхностного натяжения зависят колебания, профиль поверхности струи, сопротивление воздействию аэродинамических сил и турбулентных пульсаций. Наличие сил поверхностного натяжения обусловливает сферическую форму капель распыленного топлива. Во многих аналитических уравнениях [80—82] влияние поверхностного натяжения на размер капель выражается прямопропорциональной связью. Критериальные зависимости, полученные при обработке опытных данных, характеризуют значительно меньшее влияние коэффициента поверхностного натяжения на размеры капель, чем это следует из теоретических зависимостей. [c.121] Разность величин поверхностного натяжения у мазутов различных марок [155] не превышает 7—8%. При нагревании поверхностное натяжение изменяется незначительно. Например, при подогреве крекинг-мазута марки М80 от 50 до 100° С поверхностное натяжение понижается на 8,7%. [c.121] Как показывают полученные нами опытные данные (рис. 54, а), вязкость топлива, начиная со значения v = 6—7 мм 1сек и меньше, практически не оказывает влияния на средний диаметр капель. С повышением вязкости средний диаметр резко возрастает. Влияние вязкости особенно существенно при работе форсунок с малым давлением подачи топлива (для механических) или с малым удельным расходом распылителя (для пневматических). В центробежной форсунке чем выше вязкость топлива, тем при большем давлении распыливание происходит непосредственно у сопла (при отсутствии сплошной топливной пленки) (см. рис. 54, б). [c.121] Для пневматических форсунок включается еще одна величина Яв удельный расход распылителя. [c.122] По опытным данным, в случае распыливания воды или водных растворов глицерина коэффициент В = 4,47, для керосина и расплавленного парафина В = 2,29. [c.124] Это уравнение получено при следующих изменениях величин а — 19—73 дин1см = 0,7—1,2 г/сл1 ш = 100—300 м1сек Рв вРГ = 600—1000. Диаметр капель с учетом указанных выше размерностей, входящих в формулу (3. 70), получается в микронах. [c.124] Коэффициент В определяется опытным путем и в зависимости от конструкции форсунки изменяется от 1,2 до 0,61. [c.124] С нашей точки зрения, уравнения для расчета тонкости распыливания должны включать комплекс, характеризующий затрачиваемую на распыливание энергию. Если для механических форсунок таким комплексом может явиться критерий Вебера С Уе), то для пневматических (или паровых) этого недостаточно, так как затрачиваемая энергия зависит и от удельного расхода распылителя (воздуха или пара). Включение в уравнение для определения среднего размера капель удельного расхода воздуха (3. 71) дает лучшее совпадение с опытными данными. Однако разделение скорости и удельного расхода воздуха по двум слагаемым не соответствует физической картине распыливания, так как эти оба параметра объединяются общим понятием энергии. При учете расхода энергии в пневматических форсунках необходимо определить полезную (переданную топливу) часть энергии распылителя. [c.124] Вернуться к основной статье