Экспериментальное исследование и математическое описание аэродинамики вихревых горелок на начальном участке

• Автор: Белоусов, Владимир
• Шифр специальности: 05.00.00
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1990
• Место защиты: Б.м.
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Вступительное слово

Данная работа является результатом моей деятельности в качестве аспиранта на секции преобразования энергии Дрезденского технического университета.
Мои коллеги и сотрудники кафедры оказывали мне всестороннюю помощь и поддержку, за что я выражаю им огромную благодарность.
Отдельно хочу поблагодарить моего научного руководителя профессора Альтманна за многочисленные ценные советы и наставления.

На русский язык диссертация переведена автором в 2003 году.

Обозначение используемых символов

1. Введение и постановка задачи

2. Экспериментальная установка и проведение эксперимента

2.1. Описание экспериментальной установки

2.2. Параметры, описывающие аэродинамику потока

2.3. Способ измерения скоростей
2.3.1. Основы термоанемометрии и принцип измерения
2.3.2. Калибровка термоанемометра
3. Теоретическое обоснование и результаты экспериментов
3.1. Теоретические работы
3.2. Незакрученные свободные струи
3.2.1. Незакрученные круглые струи
3.2.2. Незакрученные кольцевые и коаксиальные струи
3.3. Закрученные струи
3.3.1. Теоретическое описание изотермических закрученных струй
3.3.2. Параметр крутки
3.3.3. Результаты экспериментов и их оценка
3.3.4. Расчёт закрученных коаксиальных струй с помощью полуэмпирической модели
4. Неизотермические исследования
5. Выводы
6. Список используемой литературы
7. Приложение
8. Рисунки

Обозначение используемых символов Латинские буквы
А площадь сечения
Ь толщина пограничного слоя
ь* ширина струи
с, коэффициент переноса импульса
А диаметр
Е напряжение нити накала
I поток импульса
к фактор неравномерности
К, К, коррекционный фактор
1 длина
т массовый расход
М момент количества движения
N. число лопаток
п параметр крутки, экспонента
Р статический напор
г радиус, координата
Б параметр крутки
Ти степень турбулентности
1 температура, координата
и осевая составляющая скорости
иа средняя скорость истечения
ито максимальная скорость истечения
V,, объёмный расход
V абсолютная скорость
V., скорость набегающего потока
ут средняя скорость
V скорость пульсаций относительно средней скорости

Индекс 2 - вторичный воздух.
Рассчитанные по формулам (3.41) и (3.44) и представленные на рис.3.14 параметры крутки коаксиальной вихревой горелки с закрученной струёй вторичного воздуха справедливы только в том случая, если толщина перемычки между каналами первичного и вторичного воздуха несоизмеримо мала по сравнению с радиусом горелки г - rs « rt. Увеличение толщины перемычки между каналами первичного и вторичного воздуха несомненно должно привести к замедлению процессов смешения, т.к. в этом случае возникает препятствие к воздействию закрученной струи вторичного воздуха на истечение первичной струи. Это подтверждается измерениями скорости, представленными на рис.3.35 (см. гл. 3.3.4.). Для того, чтобы учесть влияние толщины перемычки между каналами первичного и вторичного воздуха при определении параметра крутки коаксиальной вихревой горелки с закрученным потоком вторичного воздуха предлагается коррекционный фактор кя, полученный автором по результатам собственных измерений закрученной концентрической двойной струи. На рис.3.15 представлена зависимость коррекционного фактора к„ от относительной ширины перемычки между каналами первичного и вторичного воздуха. При этом параметр крутки ns, характеризующий профиль истечения потока, определяется как п = n ks.
Leuckel и Chedaille [44] предлагают принимать в качестве аэродинамических начальных условий распространения пламени параметры потока не в выходном сечении горелки, а в её устье. Такой подход представляется целесообразным по следующим соображениям: профиль потока в устье горелки в отличие от профиля в выходном сечении определяется в значительной степени только геометрией закручивающего аппарата и распределением воздушных потоков и практически не зависит от конструктивных характеристик расширяющейся части горелки или диффузора. Кроме того, воспламенение сильно закрученного пламени происходит в зоне расшире-