Устройство для исследования процессов аэродинамики

(ц)726402 Союз Советских Социалистических Республик(51 М. Кл. Р 27 В 17/02 с присоединением заявки М 9 -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Уральское отделение Всесоюзного государственного научноисследовательского и проектно-конструкторского институтапо промэнергетике ВНИПИЖНЕРГОПРОМ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ АЭРОДИНАМИКИИзобретенне относится к окускованию рудного сырья в черной металлургии,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемому.результату является устройство дляисследования процессов аэродинамикинеподвижного слоя кусковых материалов,содержащие цилиндрическую чашу с газораспределительной решеткой, подводящий и отводящий газоходы (1. Недостатком известного устройства является возник нов ениепристе нного эффектапри п 1 осасывании рабочего агента через слой вследствие специфи чной укладки слоя и увеличения его порозности вблизи жестких стенок.Это приводит к искажению результатов исследования. С целью уменьшения 2 О влияния пристеночного Эффекта и увеличения точности результатов моделирования приходится выполнять. опытные установки с чрезмерно большим диаметром цилиндрической чаши. Это 25 существенно увеличивает стоимость эксперименталь ных исследований. Кроме того, наличие жестких стенок не позволяет надежно моделировать процессы усадки слоя вследствие распре 30 деления нагрузки от слоя на стенкицилиндрической чаши. Эти обстоятельства обуславливают достаточную надежность моделирования процессов,что приводит к большим погрешностям,при перенесении лабораторных данныхна промышленные агрегаты. Целью изобретения является создание устройства для исследования процессов аэродинамики неподвижного слоякусковых материалов, лишенного перечисленных недостатков и обеспечивающего устранениепристеночного эффектаи повышение точности лабораторного моделирования при ограниченных размерах устройства,Эта цель достигается благодаря тому, что устройство снабжено расположенной по внутренней поверхности чаши эластичной прокладкой толщиной0,015-0,018 от диаметра чаши. Прокладка может быть выполнена из тонкихэластичных материалбв, как; например,поролон, пористый фторопласт, пористая резина и др.Применение предлагаемого изобретения обеспечивает высокую достоверность результатов лаборатбрного моделирования слоевых процессов теплощафМВфйй.ь-:. - д, -", ,- ад-,"-1. ,. е;М "а 4 .",и к. 7264 С 2 Массопереноса и гидро-аэродинамики.На фиг. 1 изображено предложенноеустройство для исследования процессоваэродинамики с частичным вырезси егостенки; на фиг. 2 - узел 1 фиг. 1 спрокладкой; на фиг. 3 - то же, без .прокладки,Устройство содержит цилиндричес.кую чашу 1 с газораспределительнойрешеткой 2, подводящий 3 и отводящий4 газохсцы, расположенную по внутренней поверхности чаши эластичную прокладку 5В чашу 1 загружается слойисследуемого кускового материала 6(железорудные окатжи),Рабочий агент (газ, жидкость илиих смесь) через подводящий газоход 3 1 Зпоступает в слой исследуемого кускового материала 6, затем через газораспределительную решетку 2 и отводящийгазоход 4 с помецью тяго-дутьевыхсредств (на чертежах не показаны) от Оводится из слоя. На основании полученных данных (давление, температураи скорость) определяются аэродинамические характеристики слоя, -которыев дальнейшем используются припроектировании промышленных слоевых аппаратов. Наличие в цилиндрической чайе1, расположенной по внутренней ее поверхности эластичной прскладки 5,позволяет исключить преимущественноедвижение газа вдоль стенок чаши(пристеночный эффект) и тем самымполучить на 25-30 более достовбрныеУсловия проведения и резульаы опытов по исследованию аэродинамики слоя окатышей Определяемый параметр Скорость фильтрации газов, М /и сек 0,50 . 1,00 1, 50 2,00 4,00О, 015О, 200 О, 015 О, 015 О, 015 0,015 О, 200 О, 200 О, 200 О, 200 2020 20 20 Диаметр окатышей, мВысота слоя окатышей, м Температура газов, С 20 193 327 511 2590 19 70 153 262 410 100 120 110 105 92 86 83 100 80 80 Отнсшение коэффициентов аэродинамического сопротивления слоя полученных в чаще с эластичной прокладкой и без нее 1,30 1,27 1,26 йеаюЮВВ 1,25 2 с.Ющ.в чаше без эластичной прокладки Коэффициент аэродинамического сопротивления слояв чаше с эластичной прокладкой в чаше без эластичной прокладки данные по коэффициентам аэродинамического сопротивления слоя,Толщина эластичной прокладки составляет 0,015-0,018 от диаметра чащи,а ее упругость выбирается такой, чтобы частицы слоя полностью продавливали ее и зазор между частицей мате-риала 6 и стенкой цилиндрической чаши 1 был минимальным. При таких услсвияк наблюдаются наиболее достоверныеданные по лабораторному моделированию. Частицы слоя соприкасаются счашей 1 через эластичную прокладку 5,в которую внедряются благодаря давлению слоя на стенки. Таким образом,эластичная прокладка 5 становитсяволнистой, что увеличивает коэффициент аэродинамического согротивлениядвижению газов вдоль стенки в 2,5-3,0раза и приближает его к значению, характерному для всего слоя.В обычных из устройствах наблюдаетгя преимущественное движение газбввдоль гладкой стенки цилиндрическойМами 1, что искажает получаемые результаты лабораторного моделирования.Эластичная прокладка может бытьвыполнена в виде оболочки, наполненной газоббразной средой. В этом случае давление материала слоя 6 на оболочку компенсируют путем создайияизбыточного давления газа внутри эластичной оболочки. Данные лабораторногомоделирования приведены в таблице.726402 Формула изобретения Подписно Тираж 6 614/2,НИИИ гент, г. Ужгород, ул. Проектная,Филиал ППП Исследовали аэродинамическое сопрО- тивление слоя железорудных окатышей диаметром 15 мм на установке типа аглочаша с диаметром цилиндрической чаши 200 мм. Таким образом, отношение диаметра чаши к диаметру частиц исследуемого материала в опытах составляло 7- = : 13,3, что явэ аооляется достаточнйм для соблюдения условий моделирования, Цилиндрическая чаша имела гладкие твердые стенки, Футерованные хромомагнезитом.Окатыши в чашу загружали слбем высотой 200 мм, затем продували. слой холодным воздухом и определяли его аэро" динамическое сопротивление. В период проведения опытов скорость Фильтрации теплоносителя в слое изменяли в пределах 0,5-2,5 м /с сек. Всего быэ яло проведено две серии опытов, В первой серии опытов по внутренней поверхности чаши (между слоем окатьйяй и внутренней стенкой чаши) была рас" положена эластичная поролоновая про" кладка пористостью 30 и толщиной 3 мм (0,015 диаметром чаши). Во второй серии опытов прокладку из чаши убирали и опыты проводили без нее, обычным способсм.Таким образом, применение эластичной, поролоновой прокладки позволяет исключить локальное пристеночное дви жение лазов, причем при одинаковых скоростях фильтрации лазов в слоеаэродинамическое сопротивление слоя в случае использования поролоновой прокладки получается на 25-30 выше во всем исследованном диапазоне скоростей Фильтрации. Коэффициент аэродинамического сопротивления слоя так- же получается более высоким (100- 120 против 80-92) и по своему значению приближается к рЕально получаемому на промышленных обжиговых агрегатах для производства окатышей (обжиговые конвейерные машины).Таким образом предложенное устройство для исследования процесс .в аэродинамики позволяет устранить пристеночный эффект и повысить точность моделирования слоевых процессов. Устройство для исследованияпроцессов аэродинамики неподвижногослоя кусковых материалов, содержащеецилиндрическую чашу с газораспределительной решеткой, подводящий .и отводящий газоходы, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышенияточности моделирования за счет устранения пристеночного эффекта, оноснабжено расположенной во внутреннейповерхности чаши эластичной прокладкой, причем толщина прокладки составляет 0,015-0,018 диаметра чаши.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Жаворонков Н. М. Гидравличес-,кие основы скрубберного процесса итеплопередача в скрубберах, М 1944,с. 7-8.