ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Влияние условий входа и выхода на работу диффузора

1 23

Характер поля скоростей на входе в диффузор существенно влияет как на величину потерь, так и на распределение скоростей на выходе из диффузора. Можно утверждать, что не всякая неоднородность поля скоростей на входе будет приводить к увеличению потерь.

Теоретические и экспериментальные исследования влияния формы входного профиля скоростей на движение в диффузоре показали, что при больших углах расширения, когда основную роль играют потери на расширение, выгодно на входе создавать вогнутые профили скоростей. При малых углах расширения, когда потери определяются почти полностью трением, эффективными являются выпуклые профили. Таким образом, можно считать, что для каждого диффузора существует оптимальная форма профиля скоростей на входе. Вогнутый профиль скоростей на входе в диффузор можно получить с помощью направляющих лопаток (рисунок 3.6). Направляющие лопатки отклоняют поток к стенкам и делают поле скоростей вогнутым и тем самым увеличивают скорости вблизи стенок. Такое увеличение скорости вблизи стенок приводит к более, позднему возникновению отрыва или вовсе устраняет его.

Экспериментально установлено, что для диффузоров с углами расширения 45° установка лопаток уменьшает потери на 47%.

Аналогичное влияние оказывает отсос и сдув пограничного слоя на входе в диффузор, а также установка перфорированной пластинки или сетки в центре входного сечения в диффузор. Экспериментально установлено, что для диффузоров с углами расширения 30 — 40° сетки уменьшают потери на 35%.

Рисунок 3.6. Способы изменения профиля скоростей на входе в диффузор:

а – направляющие лопатки; б – откос; в – сдув пограничного слоя

На величину потерь в диффузоре существенное влияние оказывают условия выхода потока из диффузора. Если имеет место свободный выход, то потери в диффузоре увеличиваются за счет потерь кинетической энергии при выходе.

Заметим, что установка даже небольшого цилиндрического участка за диффузором приводит к снижению потерь. Установка экрана или сетки за диффузором также может дать значительное снижение потерь.

Причиной снижения потерь при установке экрана за диффузором с большими углами расширения является подпирающее действие экрана на поток, выходящий из диффузора. Экран заставляет струю растекаться в радиальном направлении и тем самым уничтожает отрыв, а следовательно, снижает потери в диффузоре.

Кольцевые диффузоры

Для уменьшения потерь при больших углах расширения можно в обычном диффузоре изменить конструкцию его одним из следующих способов. Первый, наиболее простой, заключается в том, что в диффузоре по всей его длине вставляются добавочные продольные стенки, делящие его на два-три или более самостоятельных диффузоров. В диффузорах с круглым поперечным сечением добавочными стенками служат конические вставки из листового железа. Второй путь сводится к замене обычного канала кольцевым, образованным двумя соосными поверхностями. В третьем случае можно установить диффузор, в котором жидкость будет растекаться не вдоль оси, а по радиусам, либо по направлениям промежуточным между осью и радиусом. Первые называются радиальными, а вторые— радиальноосевыми.

Результаты исследования диффузоров с разделительными вставками показаны на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7. Потери диффузоров с коническими вставками (1) и

без вставок (2) в зависимости от угла расширения

Кольцевые диффузоры за последние годы получили широкое распространение во многих промышленных установках и, в частности, в патрубках газовых и паровых турбин. В аэродинамических трубах кольцевой диффузор почти всегда ставится на участке за винтом.

Форма образующих кольцевого диффузора может быть прямолинейной, криволинейной или, наконец, смешанной (один обвод прямолинейный, другой криволинейный). По форме все кольцевые диффузоры можно разделить на пять типов, показанных на рисунке 3.8.

Если внешние диаметры увеличиваются, то внутренние могут либо не меняться (а), либо убывать (б), либо тоже увеличиваться (в). В последнем случае угол расширения внешних стенок должен быть не меньше угла расширения внутренних.

Если внешний диаметр кольцевого диффузора не меняется, то внутренний должен убывать (г). И, наконец, при убывающем внешнем диаметре внутренний должен тоже убывать (д), при этом угол сужения внешних стенок должен быть меньше угла сужения внутренних.

Рисунок 3.8. Зависимость КПД от отношения в кольцевых диффузорах

Вопросы для контроля

1. Из каких элементов состоит проточная часть экспериментальной установки? Назовите назначение диффузора.

2. Какой может быть рабочая часть? Что лежит в основе ее расчета и почему?

3. Какой формы обычно изготавливают закрытую рабочую часть?

4. Назовите требования к диффузору при открытой рабочей части экспериментальной установки.

5. Расскажите о потерях энергии в рабочей части экспериментальных установок.

6. Расскажите о пульсациях и методах борьбы с ними.

7. Почему изучение задачи о течении в диффузоре имеет большое значение?

8. Назовите отличия течения в диффузорах от течения в цилиндрических трубах (3 шт.).

9. Причина и виды отрывов потока от стенок в диффузорах.

10. Какие классификации диффузоров существуют?

11. Какие параметры влияют на аэродинамические характеристики диффузоров? Какие их значения рекомендуют использовать?

12. Какова особенность диффузоров, изображенных на рисунке 3.4, по сравнению с прямоугольным диффузором?

13. Охарактеризуйте диффузоры, изображенные на рисунке 3.5. Чему равны их коэффициенты потерь? Что такое ступенчатый диффузор?

14. Какие профили скоростей более эффективны при больших/малых углах расширения диффузора? Почему?

15. Назовите методы борьбы с потерями на входе в диффузоры и их эффективность.

16. Назовите методы борьбы с потерями на выходе из диффузоров.

17. Назовите методы борьбы с потерями при больших углах расширения диффузоров.

18. Что такое кольцевой диффузор? Какова может быть форма образующих кольцевого диффузора? (можно использовать рисунок 3.8).

1 23