Термист Термомеханическое упрочнение арматурного проката технология, средства, разработка

Изменение настройки форсунки при изменении длины ЗАО

Гунькин И.А.

05.10.2007

Из серии "Теплотехнические зарисовки 2007"

Постановка задачи

Секция ускоренного охлаждения (см. рис. 1) состоит из форсунки 1 и камеры охлаждения 2 с внутренним диаметром d_к = 36 мм (использована труба 51×7.5). Давление охлаждающей воды перед форсункой составляет P_вх = 15 кгс/см². Форсунку настраивают на полное заполнение. Камера охлаждения может иметь длину l_к от 1.0 до 6.5 м. Исследовать (на холостом ходу - без раската) параметры настройки форсунки, скорость потока v_пот и расход воды Q_пот как функцию длины камеры охлаждения l_к.

Рис. 1. Секция ускоренного охлаждения с переменной длиной камеры охлаждения 1 - форсунка, 2 - камера охлаждения, Pвх - манометр, регистрирующий давление воды перед форсункой, dк - внутренний диаметр камеры охлаждения, lк - длина камеры охлаждения (варьируемая величина), Qпот и vпот - расход охлаждающей воды и скорость потока

Напор воды перед камерой охлаждения составит
,              (2.1)
где  - общий коэффициент потерь от трения охлаждающей воды о стенки камеры охлаждения,
λ_к = 15·10^-3 - коэффициент сопротивления по длине камеры охлаждения.

Этот напор обеспечивается напором воды на выходе из форсунки. Поскольку на входном отверстии форсунки давление отсутствует (подсоса нет, противоток минимальный), можно считать, что напор воды на выходе из форсунки обеспечивается только динамической составляющей:
,              (2.2)
где v_с - скорость потока в кольцевом сечении сопла форсунки (см. рис. 2.3).

Приравнивая h_вх к = h_вых ф, из (2.1) и (2.2) получим
.              (2.3)

Рис. 2. Зона формирования потока в форсунке 1 - конус сопла форсунки, 2 - выходной конус форсунки, 3 - камера охлаждения, Sс - кольцевое сечение сопла форсунки, vс - скорость потока в кольцевом сечении сопла форсунки, Sпот - сечение потока в камере охлаждения, vпот - скорость потока в камере охлаждения, hк ст - эпюра статической составляющей напора в камере охлаждения

Количество воды, выходящей из кольцевого сечения сопла форсунки S_с равно S_с·v_с, а количество воды, входящей в камеру охлаждения равно S_пот·v_пот, где S_пот = π·d_к²/4 = π·36²/4 = 1 018 (мм²) - площадь сечения потока, которая для рассматриваемой задачи равна площади сечения камеры охлаждения. Пренебрегая противотоком, приравниваем количество воды, выходящей из сопла форсунки к количеству воды, входящей в камеру охлаждения: S_с·v_с = S_пот·v_пот. Подставив это соотношение в (2.3), получим
.              (2.4)

Параметр S_с/S_пот характеризует степень заполнения камеры охлаждения и изменяется путем регулировки количества отворотов сопла. Выражение (2.4) определяет пороговое значение S_с/S_пот (настройка форсунки на полное заполнение). При уменьшении числа отворотов конус сопла форсунки (см. рис. 2.3) смещается вправо, в результате чего уменьшается зазор между конусом сопла форсунки и выходным конусом форсунки. Это приводит к уменьшению площади кольцевого сечения сопла форсунки. При дальнейшем уменьшении S_с/S_пот (закручивании сопла) начинается подсос воздуха и создание в камере охлаждения водо-воздушной смеси. Следует отметить, что (2.4) не "работает" при неполном заполнении камеры.

>>> Читать дальше >>>

Из серии "Теплотехнические зарисовки 2007"

К началу страницы

Web-сайт “Термист” (termist.com)
Термомеханическое упрочнение арматурного проката

Отсутствие ссылки на использованный материал является нарушением заповеди "Не укради"

Редактор сайта: Гунькин И.А. (termist.com@gmail.com)