Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, АРХИТЕКТУРА И СТРОИТЕЛЬСТВО

Экспериментальное исследование режимов работы форсунки с арочным элементом

irina_krut2020 1700 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 68 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 21.03.2020
Магистерская работы состоит из двух частей. В первой части задачей является обзор форсунки с арочным элементом и определение оптимального типоразмера. Во второй части задачей стало получение экспериментальной информации по характеристикам дисперсной фазы факелов распыла воды с помощью форсунки, рассматриваемой в первой части, интерференционным и теневым оптическим методами , систематизация полученных результатов и как вывод сравнение двух методов регистрации на каплях в результате полученных данных. Научная новизна работы заключается в том, что получен оригинальный опытный материал, позволяющий прояснить основные режимные параметры распыла жидкой среды. Наглядно показаны диаграммы с указанием размеров капель при распыле. Для достижения поставленной задачи решался комплекс взаимосвязанных задач, основными из которых являются: - разработка экспериментального стенда, описывающего работу исследуемой форсунки с арочным элементом; - проведение опытов с помощью оптической системы LaVision для получения интерференционной картины регистрации на каплях для определение их размеров; - проведение опытов с помощью оптической системы LaVision для получения точечного изображения с помощью теневого оптического метода и дальнейшего получения спектра диаметра капель
Введение

Газокапельные потоки часто встречаются в различных технических устройствах. Паровые турбины, впрыск топлива в авиационных и автомобильных двигателях, устройства струйного охлаждения, системы пожаротушения, ингаляторы, автоклавы, струйные принтеры, системы нанесения краски и других покрытий — это лишь некоторые примеры. Таким образом, задача разработки и совершенствования экспериментальных методов, позволяющих получать более полную и детальную информацию о газокапельных потоках, является актуальной. Проблема определения распределений капель распыляемой жидкости по размерам, скоростям, пространственной плотности является важной для отраслей производства. Создание аэрозолей является сложным многофазовым процессом, который осуществляется с помощью форсунок и характеризуется потоком жидкости внутри форсунки, распадом на крае сопла форсунки, распылением при перемешивании с газообразной средой (воздухом) с последующим испарением. Форсунка является одним из важных узлов газотурбинных двигателей и служит для организации распыла авиационного топлива. Для того чтобы процесс сгорания можно было отследить и контролировать, распыл должен быть однородным. Востребованность распыливания жидкости для решения ряда технических задач привело к созданию различных конструкций форсунок. Появились многочисленные исследования форсунок, были проведены исследовательские работы по нахождению общих закономерностей, которые можно было бы распространить не только на испытанный тип форсунки при изменении ее производительности и условий работы, но и на другие форсунки, действующие по тому же принципу. Для исследования спреев в настоящее время широко применяются оптические методы благодаря их точности и информативности. Выбор того или иного метода определяется поставленной задачей.
Содержание

Введение…………………………………………………………..…………….3 Раздел 1 5 1 Классификация способов распыливания жидкостей 5 1.1 Формы факела распыла 7 1. 2 Основные характеристики факела распыла………………………..…..8 1.3 Дисперсионный анализ……………………………………….………..12 1.4 Методы измерения размеров капель 14 1.5 Интерференционный метод 20 1.6 Теневой метод 22 1.7 Вывод по разделу 24 Раздел 2 25 2.1 Форсунки 25 2.2 Описание исследуемой форсунки 27 2.3 Стенд установки для проведения опыта 29 2.4 Механизм возникновения автоколебаний 31 2.5 Экспериментальные образцы форсунок 32 2.6 Форма факела 34 2.7 Вывод по разделу 36 Раздел 3……………………………………………………………..…………37 3.1 Интерференционный метод регистрации Ми-рассеяния лазерного излучения на каплях……………………………………………………...…...37 3.2 Основные параметры оборудования…………………..………………39 3.3 Обработка полученных интерференционных картин …………….....42 3.4 Результаты исследований……………………………………..…....…..45 3.5 Теневой метод измерения параметров капель водяного распыла...............................................................................................................50 3.6 Принцип работы измерительной системы……………………….…...51 3.7 Обработка полученных данных…………………………………….…53 3.8 Основные параметры оборудования и методика проведения эксперемента…………………………………………………………..………54 3.9 Результаты исследований……………………………………..…….…57 3.10 Сравнение методов распыла……………………………….……….…60 Выводы………………………………………………………………..……….66 Список литературы……………………………………………………...….…67
Список литературы

1. Синицын Н.Н., Полеводова Л.А. Исследование функции распределения капель по фракциям в распылах. / Н.Н. Синицын / В сборнике: Современные инновации в науке и технике. 2013. - 162-169 с. 2. Салин А.А. К вопросу каплеобразования в насадочных элементах центробежных экстракторов / А. А. Салин, Н. С. Гришин, С. И. Поникаров// Вестник Казанского технологического университета, 2014, Т.17 – с. 294-296 3. ГОСТ Р 8.777-2011 - Государственная система обеспечения единства измерений. Дисперсный состав аэрозолей и взвесей. Определение размеров частиц по дифракции лазерного излучения, введ. 2013-01-01 - Москва: Изд-во стандартов, 2012 – 8 с. 4. Герасимов С.И. Теневой фоновый метод - оптический метод исследования ударных волн/С.И. Герасимов, Н.А. Трепалов // Журнал технической физики, Т.87 ,2017– с.1802-1807 5. N.Damaschke, H. Nobach, C.Tropea. Optical limits of particle concentration for multidimensional particle sizing techniques in fluid mechanics//Experements in Fluids.2012. N32 6. Semidetnov N.,Tropea C. Conversion relationships for multidimensional particle sizing techniques// Measurement Science and Technology,2014. N.15 7. Glantschnig W.J., Chen S. Light scattering from water droplets in the geometrical optics approximation // Applied Optics. 1981. Vol. 20. P. 2499–2509. 8. Konig G., Anders K., Frohn A. A new light-scattering technique to measure the diameter of periodically generated moving droplets // J. of Aerosol Science. 1986. Vol. 17, No. 2. P. 157-167. 9. Булва И.В. Экранирование теплового потока распыленными струями воды в условиях пожара // И.В.Булва, А.П.Еремин, А.Д. Булва // Вестник университета гражданской защиты мчс беларуси, 2017,Т.1 - с.178-187 10. Форсунка: пат. 2299769 Рос. Федерация : МПК B 05 В 1/02/ С.И. Бурцев , А.К. Рубцов; заявитель и патентообладатель закрытое акционерное общество «Бюро техники кондиционирования и охлаждения» - № 2005133418/12; заявл. 19.10.2005; опубл. 27.05.2007, Бюл. № 15 – 5 с. 11. Лукачев С.В. Математические модели и расчет распределения топлива в турбулентном потоке воздуха центробежной форсункой /С.В. Лукачев, А.А. Диденко, И.А. Зубрилин, С.Ю. Мишенков, С.О. Некрасова , 2011 - Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет, 2011. — 115 с. 12. Виноградов, А.Г. Применение теории затопленных струй к расчету параметров водяных завес // Пожаровзрывобезопасность. – 2014. – Т. 23. № 5. – С. 76-87. 13. Куфтырев К. А. Явление аномально высокой амплитуды автоколебаний при истечении жидкости из прямоугольного отверстия, перекрытого арочным элементом/К. А. Куфтырев, Д. М. Денисихина- http://ru-effect.technology/ 14. Апажев А.К. Исследование кинематических параметров движения дождевальной струи/ А.К. Апажев, Ю.А. Шекихачев, А.Г. Фиапшев // Новая наука: стратегии и векторы развития, 2016 –с.122-124 15. Богомаз А.М. Нейтрализация вредных веществ за счет абсорбции их мелкораспыленной водой / Научный вестник НИИГД респиратор, 2017- с.49-58 16. Витман Л.А. Распыливание жидкости форсунками/ Л.А. Витман, Б.Д. Кацнельсон, И.И. Палеев.- Государственное энергетическое издательство, 1962. – 265 с. 17. Баталов В.Г.Применение прямых оптических методов для исследования характеристик двухфазного потока/ В.Г. Баталов, Р.А. Степанов, А.Н. Сухановский // Труды МАИ, 2014 – с.5 18. Антонов Д.В. Испарение капли воды с твердым непрозрачным включением при движении через высокотемпературную газовую среду /Д.В. Антонов, Р.С. Волков, М.В. Пискунов, П.А. Стрижак // Письма в журнал технической физики, 2017 – с. 49-56 19. Бегалиев Р.А. Влияние разрушения и торможения капель в ударном слое на скорость эрозионного разрушения материалов // Р.А. Белагиев, Д.Е.Губанов, М.С. Шматкова, 2017 – с. 218-222 20. Баталов В.Г. Оптические измерения размеров капель в факеле распыла топливной форсунки / В.Г. Баталов, Р.А. Степанов, А.Н. Сухановский// Вестник пермского университета. серия: физика , 2017 – с.40-47
Отрывок из работы

Раздел 1 1. Классификация способов распыливания жидкостей В основу предложенной классификации положены способы подвода энергии, расходуемой непосредственно на распыление, известные ранее, и новые, разработанные в последнее время. Гидравлическое распыливание. Основным энергетическим фактором, приводящим к распаду жидкости на капли, является давление нагнетания. Получаемый распыл довольно грубый и неоднородный, затруднено регулирование расхода при заданном качестве дробления. В то же время этот способ наиболее распростронен в виду своей простоты. Механическое распыливание. При этом способе жидкость получает энергию вследствие трения о быстровращающийся рабочий элемент. Приобретая вместе с рабочим элементом вращательное движение, она под действием центробежных сил срывается с распылителя (в виде пленок или струй) и дробится на капли. Недостатком такого распыливания ясвляется дороговизна и сложность оборудования. Пневматическое распыливание. При таком способе диспергирования энергия подводится к жидкости главным образом в результате динамического взаимодействия ее с высокоскоростным потоком газа (распиливающего агента). Благодаря большой относительной скорости потоков в распылителе или за его пределами жидкость сначала расслаивается на отдельные нити, которые затем распадаются на капли. Недостатками такого распыливания является большой расход энергии, а также необходимость в распиливающем агенте и в оборудовании для его подачи. Акустическое распыливание Такое распыливание во многом схоже с пневматическим. Жидкость получает энергию при взаимодействии с потоком газа. Однако при этом, в отличие от пневматического распиливания, газу сообщаются колебания ультразвуковой частоты, что при прочих равных условиях обеспечивает более тонкое и однородное дробление. Ультразвуковое распиливание. В данном распыливании использован принцип генерирования и распространения в жидкости акустических ультразвуковых волн, приводящих к интенсивному образованию кавитационных зон, точнее происходит процесс парообразования и последующей конденсации пузырьков воздуха в потоке жидкости. Создание акустических волн в жидкости возможно с помощью электрострикционных (пьезоэлектрических) и магнитострикционных преобразователей. Пульсационное распыливание. Отличительная особенность данного способа — наложение пульсаций давления или расхода (чаще — и того, и другого) на поток распиливаемой жидкости. Возникающие при этом дополнительные колебания жидкостной пленки (или струи) способствуют увеличению поверхностной энергии, быстрой потере устойчивости потока и, как следствие, более тонкому диспергированию. Пульсационное распыливание может сочетаться с любым из рассмотренных выше способов. При этом к преимуществам того или иного Способа добавляется еще одно: повышение качества и однородности дробления, происходящее в ряде случаев без увеличения энергозатрат и при незначительном усложнении конструкции распылителей. 1.1 Формы факела распыла Различные форсунки можно классифицировать как по принципу распыления (механическое, пневматическое, ультразвуковое), так и по форме образующегося факела. Полый конус (тангенциальная конструкция) Необходимые для образования струи вращательные движения жидкости возникают благодаря винтовым желобкам или наклонным каналам. Жидкость оставляет на поверхности смачивания кольцеобразный след. Обеспечивает хорошую поверхность раздела воздух- капли. Благодаря большому диапазону расходных показателей и размеров капель полоконусные форсунки находят особенно частое применение там, где требуются малый расход и малый размер капель. Полный конус Благодаря встроенному завихрителю создает равномерную круглую, квадратную, прямоугольную или овальную поверхность орошения. Образуются относительно грубое распыливание по сравнению с факелом распыла «полый конус». Плоская струя На основе внутреннего подвода жидкости образуется струя четко ограниченной линейной формы, ширина которой варьируется в зависимости от формы выходных отверстий. Плоская струя на выходе по мере отдаления от распылителя принимает форму пластин, которые впоследствии распыляются на капли. Перекрывающиеся струи такого факела обеспечивают равномерное распределение жидкости по всей орошаемой поверхности. Сплошная струя Точкообразная круглая струя с наиболее высокой удельной ударной силой. Для применения там, где необходима очень высокая ударная сила на маленькой площади. Мелкодисперсный распыл Такой распыл образуется при малых расходах и образуюет полоконусный факел распыла. Из-за очень мелких капель форма поверхности смачивания легко меняется под воздействием потоков воздуха и нестабильна на больших расстояниях. 1.2 Основные характеристики факела распыла Распад жидкости зависит от режима ее истечения. При малой относительной скорости жидкости и окружающего газа после распылителя образуется сплошная струя или пленка. При увеличении скорости струя начинает распадаться на отдельные капли, а длина сплошного участка сокращается. При дальнейшем увеличении скорости дробление происходит в непосредственной близости от распиливающего устройства. Этот режим и принято считать распыливанием. [1] Форсунки разработаны для применения в самых различных условиях. С тем, чтобы в каждом конкретном случае использовалось самое эффективное и экономичное решение выделяют основные критерии, по которым должны различаться и оцениваться форсунки. Дисперсные характеристики определяют факел, как некоторую группу частиц различных размеров. Они включают дифференциальные (частотные) и интегральные (суммарные) кривые распределения числа (поверхности, массы) капель по диаметрам (рис. 1), средний диаметр капель, удельную поверхность капель и критерии, показывающие степень однородности распыла. Интегральные кривые, приведенные на рис. 1, показывают относительное число капель, диаметр которых меньше (кривая ) или больше (кривая ) заданного. Рисунок 1. Кривые распределения капель по диаметру (а – частотная, б – суммарные) Абсцисса максимума на частотной кривой (или точек перегиба на суммарных кривых) представляет собой диаметр наиболее часто встречающихся капель. Этот диаметр называют модой. Диаметр, который делит площадь под суммарной кривой пополам, т. е. для которого принято называть медианным. Медианный диаметр определяется путем записи диаметров всех частиц в порядке их возрастания и нахождения такого значения, которое делит полученный ряд пополам. Иногда дисперсность распыла характеризуется средним диаметром капли, под которым подразумевается тот диаметр, который имели бы капли одинакового размера, если бы их общая поверхность и общий объем были такими же, как и в струе, состоящей из капель различных размеров. Неравномерность распыления характеризуется отношением истинного числа капель к тому числу, которое получилось бы, если бы все частицы имели одинаковый диаметр. Характеристики формы определяют габариты факела на известном расстоянии от отверстия форсунк. К ним относятся корневой угол факела ) (рис. 2, а), диаметр факела на расстоянии и дальнобойность факела. При вертикальном распыле факела за дальнобойность берут высоту , на которую поднимается не менее 99% всей жидкости (рис. 2, б), а при горизонтальном — расстояние от кромки отверстия насадка до перпендикуляра, восстановленного из точки пересечения центральной линии факела с контрольной плоскостью (рис.2, в).
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Дипломная работа, Архитектура и строительство, 93 страницы
2325 руб.
Дипломная работа, Архитектура и строительство, 209 страниц
5560 руб.
Дипломная работа, Архитектура и строительство, 79 страниц
1975 руб.
Дипломная работа, Архитектура и строительство, 87 страниц
1000 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg