Внешний тепломассообмен струй, сформированных двойными аксиальными завихрителями

• Автор: Зайцев, Кирилл Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.14, 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 139 с. : ил.

РЕФЕРАТ
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 77 наименований, и 3 приложений. Она изложена на 133 страницах компьютерного набора в программе MS Word и снабжена по тексту 65 рисунками и 1 таблицей.
Ключевые слова: ГАЗ, ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ГИДРОДИНАМИКА, ЗАВИХРИТЕЛЬ, ЗОНА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ, ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА, КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ, ТЕПЛОМАССООБМЕН, СПОСОБЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ, ФОРМА ФАКЕЛА.
Объектами исследования являлись закрученные газовые струи, образованные двухканальным коаксиальным завихрителем.
Цель работы - изучение закономерностей внешнего тепломассообмена этих струй, разработка методов воздействия на процессы внешнего тепломассообмена закрученных струй.
Выявлена термическая конфигурация двойной закрученной газовой струи в процессе ее взаимодействия с внешней покоящейся средой при различных геометрических и режимных условиях. Установлены закономерности изменения интенсивности тепломассообмена двойной закрученной струи с внешней средой, которые обобщены в виде уравнений подобия. Разработаны и экспериментально опробованы два способа воздействия, позволяющие без изменения расходов рабочих сред (мощности горелки) менять интенсивность внешнего теплообмена факела. Сформирован принцип ведения процесса тепломассообмена, основанный на анализе конфигурации структурных образований в факеле, идентификация которых осуществляется динамическим методом по тепловизионному изображению.

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Гидродинамическая структура двойной затопленной закрученной

струи и ее характеристики

1.2. Теплообмен и смешение двойной закрученной струи
1.3. Воздействие на структуру и тепломассообмен двойной
закрученной струи
1.4. Постановка задач исследования
2. ВНЕШНИЙ ТЕПЛОМАССООБМЕН ЗАТОПЛЕННЫХ ЗАКРУЧЕННЫХ СТРУЙ
2.1. Описание экспериментальной установки и методики
исследования
2.2. Влияние геометрических и режимных факторов на термическую
структуру закрученных струй
2.3. Закономерности внешнего теплообмена
2.4. Характеристики массообмена
3. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ТЕПЛОМАССООБМЕНА ДВОЙНОЙ ЗАКРУЧЕННОЙ СТРУИ С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ
3.1. Регулирование внешнего тепломассообмена струи путем
перемещения центрального канала завихрителя
3.2. Воздействие с помощью регулирующего раструба
3.3. Комбинированное воздействие

4. ИДЕНТИФИКАЦИЯ РЕЖИМА ТЕПЛОМАССООБМЕНА ФАКЕЛА С ТОПОЧНОЙ СРЕДОЙ И КОНСТРУКТИВНАЯ КОНЦЕПЦИЯ
РЕГУЛИРУЕМОЙ ГОРЕЛКИ
4 Л. Идентификация режима процесса тепло- и массообмена
по структуре струи
4.2. Конструктивная концепция управляемой горелки
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Слабая крутка потоков (рис.2.5.3) приводит к вытягиванию результирующего потока. В данном случае при осуществлении крутки потока в одну сторону форма области высоких температур напоминает форму вытянутого цилиндра со слабовыраженной основной областью обратных токов, а в случае разнонаправленных потоков - форму конуса с вершиной, направленной вверх, причем область обратных токов в данной ситуации отсутствует. Взаимное направление крутки потоков мало влияет на конфигурацию низкотемпературных областей: в обоих случаях
просматривается форма вытянутого цилиндра с небольшой приосевой впадиной в верхней его части, есть небольшое сужение результирующей струи в случае разнонаправленных потоков. Все сведетельствует о том, что, в этих условиях меняются факторы тепломассообмена только в конвективной зоне.
Следует отметить, что описываемые температурные области заметно отличаются размерами: на термограмме для случая с сопоправленными потоками слабо закрученных струй данные области имеют меньшие размеры относительно подобных в варианте с противоположно закрученными струями. Это, в свою очередь, указывает на то, что при малом угле установки лопаток в завихрителях и в сонаправленных потоках интенсивность теплового взаимодействия с внешней средой больше, чем в разнонаправленных.
В целом, рассмотренные случаи (рис.2.5.1-2.5.3) позволяют сделать вывод о том, что независимо от взаимного направления крутки потоков, внешний теплообмен ухудшается с равномерным уменьшением углов установки лопаток завихрителей в центральном и периферийном каналах. Интенсивность теплового взаимодействия результирующей струи с внешней средой оказалась больше в сонаправленных потоках. Нужно отметить, что для внутреннего теплообмена тенденция прямо противоположна [52]: для большей интенсивности теплообмена между коаксиальными потоками, в рассмотренных случаях, крутку следует выполнять разнонаправленной.