аэродинамика воздухоочистных устройств с зернистым слоем

270 Часть 7
Визуализация потока осуществлялась с помощью дыма и шелковинок и позволила
с хорошей воспроизводимостью установить, что протяженность зоны
обратных течений изменяется с увеличением α следующим образом: вначале
уменьшается, достигая минимума при α = 4°, а затем постепенно увеличивается.
Результаты приведены на рис. 7.3, в. Начало координат отнесено к
входному сечению (точка А на рис. 7.3, а). Полученные результаты позволяют
сделать вывод о том, что наилучшее газораспределение с минимальной величиной
зоны обратных течений имеет место при α = 3–5°, а наихудшее распределение
– при плоско-параллельной конструкции канала ГРУ, когда угол
α = 0°.
На рис. 7.3, г, показана картина течения газового потока в аппарате с зернистым
слоем в виде таблеток ∅4×10 мм при α = 4°. Из рисунка видно, что
преимущественное направление течения газового потока непосредственно на
входе в зернистый слой и на выходе из него близко к вертикальному. Зона
обратных течений локализуется на входе газа в аппарат в его верхней правой
надслойной части. Здесь происходит перестройка поля скоростей W, сопровождающаяся
образованием вихрей на границах потока. Такого рода перестройка
поля скоростей и стабилизация вихреобразования требуют затрат энергии
и сопровождаются потерями давления. Вблизи обнаруженной зоны обратных
течений следует ожидать возникновения наибольшей неоднородности поля
скоростей и внутри зернистого слоя, так как образовавшиеся под слоем устойчивые
вихри будут оказывать инжектирующее воздействие на газовый поток
и внутри тонкого зернистого слоя (Каган и др. 1979).
Установленные в опытах по визуализации потока качественные и количественные
особенности течения в кассетном аппарате получили подтверждение
в последующих аэродинамических опытах с использованием термоанемометров.
Окончательный выбор оптимальной конструкции газораспределительного
устройства в кассетном аппарате производили по результатам измерения поля
скоростей в 6 равноудаленных друг от друга контрольных сечениях внутри
кассеты с зернистым слоем. Величину W i измеряли внутри НЗС по методике,
изложенной ранее. Типичное распределение локальных скоростей газа W i
в
слое зерен показано на рис. 7.4. Учитывая результаты продувок цилиндрических
аппаратов с зернистым слоем можно было ожидать, что вблизи стенки
скорость газа окажется больше, чем в центральной части кассеты. Действительно,
анализ данных этого рисунка показывает, что в центральной части
аппарата W i
= 0,5÷1,0 м/c, а в пристенной области они выше – от 0,6 м/с до
1,4 м/с. Эффект повышения W i по мере приближения к стенке аппарата ярко
выражен для контрольных сечений 1, 3 и 5 по ходу газа. Закономерность роста
W i по мере приближения к стенке показана на рис. 7.4. Таким образом, эффект