Плотников Леонид Валерьевич – д-р техн. наук, профессор кафедры «Турбины и двигатели»
г. Екатеринбург
Leonid V. Plotnikov
Ekaterinburg
Рыжков Александр Филиппович – д-р техн. наук, профессор кафедры «Тепловые электрические станции»
г. Екатеринбург
Alexander F. Ryzhkov
Ekaterinburg
Красильников Дмитрий Николаевич – студент кафедры «Турбины и двигатели»
г. Екатеринбург
Dmitry N. Krasilnikov
Ekaterinburg
Давыдов Данил Алексеевич – студент кафедры «Турбины и двигатели»
г. Екатеринбург
Danil A. Davydov
Ekaterinburg
Шурупов Владислав Александрович – студент кафедры «Турбины и двигатели»
г. Екатеринбург
Vladislav A. Shurupov
Ekaterinburg
АКТУАЛЬНОСТЬ исследования определяется тем, что вертикальные конические диффузоры используются в качестве вспомогательных аппаратов во многих технических приложениях в различных отраслях (химическая промышленность, энергетическое машиностроение, технологические устройства и т.д.).
ЦЕЛЬ. Оценить влияние способа (конструкции) подвода воздуха, формы поперечного сечения подводящих каналов и сопловых трубок на газодинамическую структуру потока в вертикальном диффузоре для разных расходных характеристик.
МЕТОДЫ. Структура (распределение) потока внутри вертикального диффузора при подаче воздуха с помощью разных конструкций подводящих каналов изучалось на экспериментальном стенде. На основе метода тепловизуализирующей съемки изучалась структура потока в вертикальном диффузоре. В данном исследовании изучалось два способа подвода воздуха в вертикальный диффузор: подвод воздуха через один прямолинейный канал снизу и сопловая подача воздуха через четыре трубки. Каналы и сопла имели поперечные сечения в форме круга, квадрата и треугольника. Соответственно, было изучено влияние шести конструкций подвода воздуха в вертикальный диффузор и их влияние на газодинамическую структуру течения.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Опыты проводились при стационарном режиме течения воздуха в диффузоре для расходов воздуха от 0,015 до 0,06 м3/с. Число Рейнольдса для потока воздуха на выходе из подводящего канала находилось в диапазоне от 42500 до 150000. Получены термограммы структуры потока в вертикальном диффузоре при разных способах подачи воздуха для разных расходных характеристик.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Особенности структуры потока в вертикальном диффузоре при традиционном подводе воздуха снизу через один канал заключаются в формировании ярко выраженного центрального течения воздуха вдоль вертикальной оси диффузора при использование всех конфигураций канала. При этом форма поперечного сечения подводящего канала оказывает существенное влияние на структуру потока в коническом диффузоре. Особенности структуры потока в вертикальном диффузоре при сопловой подаче воздуха через четыре трубки заключаются в отсутствии застойных зон и центральном течении воздуха вдоль оси. При этом использование квадратной и треугольной сопловых трубок приводит к более равномерному распределению потока воздуха по всему объему вертикального диффузора.
RELEVANCE of the study is determined by the fact that vertical conical diffusers are used as auxiliary devices in many technical applications in various industries (chemical industry, power engineering, technological devices, etc.).
THE PURPOSE. The influence of the method (design) of air supply, the cross-sectional shape of the supply channels and nozzle tubes on the gas-dynamic structure of the flow in a vertical diffuser for different flow characteristics was assessed.
METHODS. The structure (distribution) of the flow inside a vertical diffuser for supplying air using different designs of supply channels was studied on an experimental bench. Based on the thermal imaging method, the flow structure in a vertical diffuser was studied. In this study, two methods of supplying air to a vertical diffuser were studied: supplying air through one straight channel from the bottom and nozzle supplying air through four tubes. The channels and nozzles had cross sections in the shape of a circle, square and triangle. Accordingly, the influence of six air supply designs into a vertical diffuser and their influence on the gas-dynamic flow structure were studied.
RESULTS. The experiments were carried out under stationary air flow conditions in the diffuser for air flow rates from 0.015 to 0.06 m3/s. The Reynolds number for the air flow at the outlet of the supply channel was in the range from 42500 to 150000. Thermograms of the flow structure in a vertical diffuser were obtained for different methods of air supply for different flow characteristics.
CONCLUSION. Features of the flow structure in a vertical diffuser with traditional air supply from below through one channel consist in the formation of a pronounced central air flow along the vertical axis of the diffuser when using all channel configurations. In this case, the cross-sectional shape of the supply channel has a significant impact on the flow structure in the conical diffuser. Features of the flow structure in a vertical diffuser with nozzle air supply through four tubes are the absence of stagnant zones and a central air flow along the axis. At the same time, the use of square and triangular nozzle tubes leads to a more uniform distribution of air flow throughout the entire volume of the vertical diffuser.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.