Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [ 15 ] 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270

ростью в сечении КК. Размер «в» зоны смешения струи с окружающей жидкостью увеличивается по мере удаления от начального сечения. Поворот струи начинается в сечении ММ, с которого направление потока изменяется на противоположное. Между внешней границей зоны смешения и стенками канала находится область обратного течения жидкости, скорость которой от сечения ММ к сечению КК уменьшается в связи с ростом проходных сечений и сокращением расхода жидкости вследствие ее подсасывания к основной (активной) струе. В сечении КК скорость обратного тока жидкости равна начальной скорости в струе (при этом предполагается, что фильтрация рабочей жидкости в стенки канала отсутствует). В конце тупика (сечение ДД) скорость струи равна нулю. В зоне смешения скорость течения изменяется по величине и направлению от м,, (в начале участка струи) или (в основном участке струи) до и. Лучи 01 и 02 на рис. 1.14 представляют собой границы зоны смешения в начальном участке течения. Луч 04 - граница поворота направления течения струй на обратное (нулевой скорости).

Теория турбулентных струй, бьющих в тупик, позволяет построить поля скоростей, индуцируемых струей в тупике, определить характерные сечения потока (конец начального участка; начало разворота струи; статическое давление, развиваемое потоком в полости тупика).

Рассматривая течение струи в тупике, ее обычно делят на две части: первую (часть КММК) - в ней турбулентная струя распространяется во встречном потоке жидкости; вторую (МДДМ) - в ней происходит разворот линий тока.

Начальный участок струи

Совместное решение уравнений расхода для сечений КК и ZZ и уравнения количества движения приводит к следующим соотношениям, связывающим безразмерные координаты границы IH и величины т = и Ju с параметром в* = eJH:

л с I-л

0,134(1-Б)

(1.47)

-0,584 + 0,314- I- В

(1.48)

(1.49)

(1.50)

Основной участок струи

Для основного участка струи формулы, связывающие т, в* и м, следующие:

\0,258(1-т)

(1.51)

-0,258

(1-/П)

(1-во*)/и (0,14 - 0,02/и-0,118т) • (l-)

Используя соотнощения (1.47), (1.48), (1.51) и (1.52), а также имея в виду, что закон нарастания толщины области перемешивания как в основном, так и в начальном участке струи имеет вид

в = сх, (1.53)

где в - толщина области перемешивания;

X - абсцисса, отсчитываемая от начального сечения струи;

с - константа турбулентности, равная с = 0,27 в начальном участке и с = 0,22 в основном участке, можно найти* зависимости м,„

и у,, 2,4)/Я от параметра х = х/вилих* = представленные

на рис. 1.15,1.16,1.17 и 1.18.

Длину первого участка осесимметричного течения в тупике можно определить из условия равенства площадей прямого и обратного тока:

у Я = Д50 =0,707.

(1.54)

* Г.Н. Абрамович. Теория турбулентных струй. - М.: Физматгиз, 1960, 715 с.

Из рис. 1.18 следует, что при х* = 4,2 величина y = 0,615 и дальнейший ее рост прекращается с увеличением л:*. Поэтому можно считать, что абсцисса конечного сечения первой части струи («центра разворота струи») равна

= 4,2.

(1.55)

Следует отметить, что при распространении струи в тупике расход жидкости, движущейся в положительном направлении оси х, сначала возрастает, а затем начинает снижаться. Считается, что в том сечении, где величина расхода достигает максимума, располагается «центр разворота струи» - линия тока, вырождающаяся в точку.

Анализ показывает, что при х* = 6 величина скорости на оси струи составляет всего 3-5% начального значения м„. Безразмерная координата линии нулевой скорости на границе первой части струи равна у/Н = 0,5.

Избыточное давление АР в сечении ДД в тупике, в который втекает турбулентная затопленная струя, может быть найдено из уравнения импульсов давления, записанного для контура ККДД (см. рис. 1.14) в предположении, что величина скоростного напора равна нулю:

откуда

1,00 0,75

0,50 0,25

Рис. 1.15. Зависимости безразмерной скорости U„ в первой части осесим-метричной струи, бьющей в туник, от параметра х при ft*,: 1 - 0,1; 2 - 0,2; 3 - 0,3