аэродинамика воздухоочистных устройств с зернистым слоем

218 Часть 5
Ниже приводятся результаты, полученные в трубе диаметром 94 мм с зернами
размерами 6,0; 9,5 и 14,5 мм. Чтобы уменьшить случайности структуры укладки
зернистого слоя, вызванные условиями загрузки, все опыты проводили с
металлическими шарами. Укладка зерен в аппарат была нерегулярной, а способ
загрузки идентичным. Опыты осуществляли, последовательно наращивая
высоту слоя зерен от d до ~100 d. Методика проведения опытов была описана
нами в разделе 4.3.
Учитывая случайный характер распределения локальных скоростей в аппаратах
с зернистым слоем, нами производились измерения в ряде точек по
окружности. Усредненные но окружности значения скорости уже не носят
прежнего неопределенного характера, а отражают закономерности течения
газа в НЗС. Предварительно поставленными экспериментами (см. раздел 4.3)
было установлено число направлений перемещения датчика скорости, обеспечивающее
необходимую представительность результатов. Опыты показали,
что увеличение числа направлений перемещения датчика более оптимального
практически не влияет на результаты измерения, что подтверждают результаты
работы (Leroy, Froment 1977). Профили скоростей для каждой высоты слоя
получали усреднением опытных данных в пределах каждого из измерительных
колец равновеликой площади, на которые условно разделяли поперечное
сечение аппарата с зернистым слоем. Некоторые профили представлены на
рис. 5.19. Как и следовало ожидать, с увеличением высоты слоя зерен происходит
значительная трансформация профилей скорости. На этом же рисунке
показано изменение безразмерного стандартного отклонения S/V s
по радиусу
аппарата с НЗС при различных высотах слоя. Величину S рассчитывали по
выражению (Шторм 1970):
(5.71)
где U – локальная скорость газового потока, измеренная в i-й точке текущего
кольца; n – число контрольных точек в пределах данного кольца.
Из рис. 5.19 также видно, что повышенная скорость газа вблизи стенки,
как правило, сохраняется при изменении высоты слоя зерен. Там же находится
и область максимальной величины S/V s . Чтобы получить статистически
представительные профили скорости для каждого размера зерна, проводили
усреднение всех измеренных локальных скоростей газа U при y = const для
всех изученных высот НЗС. Общее число обработанных нами таким образом
точек для каждого размера зерна составляло 1280. Как показал анализ,
представительные профили в изученном диапазоне D/d, приведенные на этом
рисунке, могут быть сведены к одному в координатах ,