Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,916

ПОСТРОЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ КОНФУЗОРНО-ДИФФУЗОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ВОЛНИСТОЙ ТРУБЕ

Басова О.А. Золотоносов Я.Д.
В работах [1, 2] были проведены исследования гидродинамики и теплообмена в трубах типа «конфузор-диффузор», образующие которых выполнены в виде прямых линий. Однако такие трубы обладают большим гидравлическим сопротивлением и не обеспечивают необходимой поверхности теплообмена. В связи с этим, считаем целесообразным вести построение профиля конфузорно-диффузорных элементов по линиям тока.

Введем цилиндрическую систему координат так, чтобы нулевое значение радиальной координаты r совпадало с осью трубы, осевой координаты z - c входным сечением трубы, а угловой координаты j - с вертикальным сечением трубы (рис. 1).

p

Рисунок 1. Фрагмент системы конфузор-диффузор в цилиндрической системе координат.

Уравнения линий тока в цилиндрической системе координат имеют вид [3]:

1                                      (1)

где f, f, f - радиальная, окружная, осевая составляющие скорости соответственно.

Для решения этих уравнений представим параметры скоростей, следуя [1]:

f, f, f(2)

где u0 - начальная скорость жидкости, w - угловая скорость вращения.

Решение уравнений (1) равносильно системе:

ff ; f.             (3)

Из второго уравнения системы (3) получим:

f,(4)

где N=f  - число закрутки.

Запишем изменение радиуса трубы вдоль ее оси в виде выражения:

f,            (5)

где знак "+" - для диффузора, знак "-" - для конфузора, tgγ= f.

Из уравнения системы (3) получим:

f.            (6)

Тогда, tgγ= f. Следовательно, f.

Из уравнения (4) получим уравнения линий тока:

f.              (7)

Проинтегрировав обе части равенства (7), получим конфигурацию линии тока, совпадающей с очертанием поверхности твердой стенки канала:

f.        (8)

С учетом уравнений движения, неразрывности и линий тока, вычисляем компоненты скоростей, давлений и конфигурации линий тока, что позволит обеспечить минимальный перепад давления в проточной части трубы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Горская Т.Ю. Гидродинамика ламинарного течения вязкой жидкости в теплообменных устройствах с вращающейся поверхностью типа «конфузор-дифузор». Дисс. ...канд. техн. наук. - Казань, 2004.-111 с.
  2. Пантелеева Л.Р., Золотоносов Я.Д. Экспериментальное исследование теплообмена во вращающемся канале типа «конфузор-диффузор» теплообменного аппарата //Известия вузов. Проблемы энергетики. - Казань: Изд-во КГЭУ.-2005.-№1-2. - C. 38-46.
  3. Крючкович Г.И. Сборник задач по специальным главам высшей математики. - М: Высшая школа, 1970.-112 с.

Библиографическая ссылка

Басова О.А., Золотоносов Я.Д. ПОСТРОЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ КОНФУЗОРНО-ДИФФУЗОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ВОЛНИСТОЙ ТРУБЕ // Современные наукоемкие технологии. – 2005. – № 10. – С. 76-77;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=23679 (дата обращения: 09.04.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074