АЭРОДИНАМИКА СТРУИ - 1

Из приведенных формул видно, что скорость струи в любом сечении, а также кратность циркуляции струи Vсеч/Vг зависят от расстояния сечения от сопла, выраженного числом диаметров сопла, т. е. от l/d. Скорость при увеличении l/d уменьшается, а кратность циркуляции увеличивается. Следовательно, для создания большей кратности циркуляции следует брать сопла малого диаметра d, т. е. распределять газ на ряд струй. Выведенные соотношения, как показали В. Н. Тимофеев и П. И. Сычев, являются частным случаем более общей закономерности горящего факела (свободной струи горящего газа). По этой закономерности поля скоростных напоров во всех сечениях подобны:

Если поперечное сечение струи, выходящей из форсунки или горелки, невелико по сравнению с объемом рабочей камеры печи, то такая струя имеет свойства свободной струи. Однако ограждение печи мешает беспрепятственному притоку газов к струе и на поверхности струи возникает разрежение, наибольшее значение которого наблюдается у места выхода струи. Таким образом, создается циркуляция газов в рабочем пространстве печи (внутренняя циркуляция). С увеличением начальной скорости и отношения l/d циркуляция возрастает, а с увеличением объема камеры она уменьшается. На рис. 2-4 показана циркуляция газов в камерной печи с верхним расположением газовой инжекционной горелки.

Рис. 2-4. Циркуляция газов в камерной печи, отапливаемой одной инжекционной горелкой

Рис. 2-4. Циркуляция газов в камерной печи, отапливаемой одной инжекционной горелкой

Среднюю температуру газов в сечении А-А можно найти из уравнения теплового баланса смешения (без учета охлаждения газов вследствие лучеиспускания):

предположив, что C1=C2=Cсм и t2=tо.г. (температуре отходящих газов), найдем кратность циркуляции i из уравнения:

,

откуда следует, что чем выше кратность циркуляции, тем равномернее будет температура в печи.