|
111 вать. Ход кривой 1 между точками пересечения сс с кривой 4 показан условно, поскольку это состояние существует только в том случае, если отсутствует конденсация пара в объеме. В действительности возникающее пересыщение пара в этой области больше критической величины (8>8КР), поэтому здесь происходит образование зародышей и величина пересыщения пара становится ниже значений, получаемых расчетом. В результате можно сделать крайне важный вывод: зная природу смешивающихся газов, их температуру и давление пара, расчетом можно определить возможность образования мелкодисперсных капелек (тумана) при смешении указанных газов без проведения громоздких вычислений температур и концентраций в различных областях смешения газовых потоков. Необходимо также указать, что функция 8=Г(п) в некоторых случаях не имеет максимума. Отсутствие последнего нетрудно установить, если учесть, что параметр п изменяется от О до +оо. Поэтому, если значения рассчитанного параметра п отрицательны, то эго указывает на отсутствие максимума. Справедливость этих выводов была подтверждена опытами по образованию тумана в свободной струе [163]. Струя выбрана для исследования из тех соображений, что на основании имеющихся данных по гидродинамике струи можно проследить влияние различных факторов на образование пересыщенного пара и тумана при смешении газов. Свободная струя представляет собой поток газа, выбрасываемый из трубы (сопла) с большой скоростью в тот же или в другой, но спокойный газ (рисунок 3.8). Выходя из сопла, поток газа создает разрежение, вследствие чего в струю всасывается окружающий газ и перемешивается в струе. По мере удаления от сопла скорость движения газа в струе уменьшается, объем его увеличивается, и струя расширяется. Обозначим.температуру газа (газовой смеси) через Т1 давление пара через р! и пересыщение пара через З». Струя выбрасывается в окружающую газовую смесь, имеющую температуру Т2, давление пара р2 и пересыщение пара 32. |
процессов. В зоне смешения газов температура газовой смеси и давление паров в ней определяются соотношением масс смешивающихся газов: п = ^Ч (4.11) 82 где и & массы смешивающихся газов. 81 0,2 0,5 1.0 2.0 5.0 10 20 50 -------. п = * ± Рисунок 4.2 Зависимость пересыщения от соотношения масс (п) при различной температуре холодного газа На рис. 4.2 изображены кривые зависимости пересыщения пара от параметра п. Эти кривые построены на основании расчетов /97/, в которых температура первого газового потока (воздуха) и содержание в нем пара (воды) во всех случаях были постоянными (I = 80°С и р=355,1 мм рт. ст.), а температура второго газового потока (сухого воздуха, не содержащего пары воды) принималась равной последовательно 0, 10 и 20°С. Кривая 4 соответствует критическому пересыщению пара, когда скорость образования зародышей необходимо учитывать. Ход кривой 1 между точками пересечения ее с кривой 4 показан условно, поскольку это состояние существует только в том случае, если отсутствует конденсация пара в объеме. В действительности возникающее пересыщение пара в этой области больше критической величины (8>8кр), поэтому здесь происходит образование зародышей и величина пересыщения пара становится ниже значений, получаемых расчетом. В результате можно сделать крайне важный вывод: зная природу смешивающихся газов, их температуру и давление пара, расчетом можно определить возможность образования мелкодисперсных капелек (тумана) при смешении указанных газов без проведения громоздких вычислений температур и концентраций в различных областях смешения газовых потоков. Необходимо также указать, что функция $=Г(п) в некоторых случаях не имеет максимума. Отсутствие последнего нетрудно установить, если учесть, что параметр п изменяется от 0 до +со. Поэтому, если оба значения рассчитанного параметра п отрицательны, то это указывает на отсутствие максимума. Справедливость этих выводов была подтверждена опытами по образованию тумана в свободной струе /99/. Струя выбрана для исследования из тех соображений, что на основании имеющихся данных по гидродинамике струи можно проследить влияние различных факторов на образование пересыщенного пара и тумана при смешении газов. Свободная струя представляет собой поток газа, выбрасываемый из трубы (сопла) с большой скоростью в тот же или в другой, но спокойный газ рис. 4.3. Выходя из сопла, поток газа создает разрежение, вследствие чего в струю всасывается окружающий газ и перемешивается в струе. По мере удаления от сопла скорость движения газа в струе уменьшается, объем его увеличивается, и струя расширяется. Обозначим температуру газа (или газовой смеси) через Т* давление пара через р! и пересыщение пара через 8] . Струя выбрасывается в окружающую газовую смесь, имеющую температуру Тг, давление пара рг и пересыщение пара $2. В участке струи, начинающемся около устья сопла А С и продолжающемся до сечения М N (начальный участок), заключается центральное ядро неизмененных скоростей потока (АВС). Внешние границы струи ограничены прямыми линиями, сходящимися под углом 2 а в полюсе О. В последующих рассуждениях принято, что начало координат помещается в полюсе струи. Центральное ядро струи АВС имеет характеристики Ть р и 8, соответствующие характеристикам исходного газового потока, то есть газа, выходящего из трубы. В 82 |