Сравнительный анализ сил сопротивления движению грубодисперсных частиц вдоль радиальных лопастей турбомашин

Бесплатный доступ

Несмотря на достигнутый прогресс в конструировании, производстве и использовании турбомашин с радиальными лопастными центробежными ускорителями, многие вопросы их работоспособности изучены недостаточно, что обусловлено сложностью происходящих в рабочей зоне фрикционных и аэродинамических явлений. Цель исследования - разработать методику, произвести с ее помощью сравнительный анализ сил сопротивления движению грубодисперсных частиц вдоль радиальных лопастей турбомашин. При анализе учитывали, что при скольжении вдоль лопасти ротора турбомашин на частицу действуют центробежная сила инерции, вызывающая ускорение в радиальном направлении, а также направленные навстречу и тормозящие движение сила трения и сила аэродинамического сопротивления. В перпендикулярном направлении действуют сила тяжести, сила Кориолиса, а также контактные реакции со стороны лопасти и диска ротора. Проанализированы ламинарный, переходной и автомодельный режим движения частицы в воздушном потоке. Показано, что для промышленно используемых турбомашин при диаметре частиц свыше 1 мм характерен автомодельный режим. Для частиц меньшей дисперсности возможен переходной режим. Выполнен сравнительный анализ величин возникающих сил аэродинамического сопротивления, а также сил трения, вызванных действием тяжести и ускорения Кориолиса, по отношению к величине центробежной силы инерции. Показано, что на большей части длины лопасти влиянием силы трения, обусловленной тяжестью частицы, можно пренебречь. Влияние аэродинамического сопротивления существенно для частиц диаметром менее 0,16 мм на всей длине лопасти, а также на ее части для частиц больших диаметров. Результаты исследований могут быть использованы проектировщиками турбомашин с радиальными лопастными центробежными ускорителями.

Еще

Турбомашина, твердая частица, сила трения, аэродинамическое сопротивление

Короткий адрес: https://readera.org/142230830

IDR: 142230830   |   DOI: 10.24412/2079-7958-2021-1-22-31

Список литературы Сравнительный анализ сил сопротивления движению грубодисперсных частиц вдоль радиальных лопастей турбомашин

  • Левданский, А. Э. (2004), Исследование и внедрение новых конструкций ударно - центробежных мельниц, Журнал прикладной химии, 2004, Т. 77, No 6, C. 134-139.
  • Тимошенко, В. И., Кнышенко, Ю. В. (2013), Пневмотранспорт сыпучих материалов с повышенным давлением несущего газа, Наука та iнновацiї, 2013, Т. 9, No 1, С. 5-17.
  • Барсуков, В. Г., Крупич, Б. (2004), Трибомеханика дисперсных материалов. Технологические приложения, Гродно, ГрГУ, 2004, 259 с.
  • Chmielniak, T., Szafraniec, A., (1983), Ruch cząstek stałych w kanałach maszyn przepływowych, Zeszyty Naukowe Politechniki Słęnzskej. Serja Energetyka, 1983, Z. 83, s. 169-194.
  • Матвеев, А. И., Винокуров, В. Р. (2019), Экспериментальные исследования по интенсификации процессов измельчения в ступенчатой центробежной мельнице, Природные ресурсы Арктики и субарктики, 2019, Том 24, 11, С. 56- 63.
  • Войтехович, П. Е., Гребенчук, П. С., Таболич, А. В. (2014), Описание движения материала в роторе - ускорителе центробежно - ударной дробилки, Химия и технология неорганических веществ, Серия III, труды бгту, Минск, 2014, С. 102-104.
  • Войтехович, П. Е., Гребенчук, П. С., Таболич, А. В. (2015), Движение измельчаемого материала по поверхности ускорителя ударно - центробежной мельницы, Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2015, No 7, С. 7-8.
  • Лежава, А. Г., Барсуков, В. Г. (2021), Метод расчетной верхней оценки диапазона скоростей движения дисперсных частиц в центробежных ускорителях, Веснiк Гродзенскага дзяржаўнага ўнiверсiтэта iмя Янкi Купалы, Сер.6.-Тэхнiка, 2021, Т. 11, No 1, С. 97-107.
  • Колесник, М. А. (2010), Процессы и аппараты в технологии строительных материалов и изделий, БрГТУ, Брест, 2010, 192 с.
Еще
Статья научная