|
дыши выросли до размеров, достаточных для наблюдения заметного оптического эффекта. Изложенные результаты исследования свободной струи позволяют установить поле температур и концентраций в струе и пересыщение пара, а также скорости потоков, как в начальном, так и в основном участке струи. Экспериментально можно определить расстояния от сопла до нижней границы видимости тумана, радиус капель тумана, а также численную концентрацию тумана в поле струи. Сопоставляя расчетные и экспериментальные значения, можно судить о справедливости использованных в расчете формул для определения скорости образования зародышей, скорости роста и испарения капель, а также о других одновременно протекающих процессах. Первой попыткой определения скорости образования зародышей в турбулентной струе являются исследования [92], в которых экспериментальные значения численной концентрации тумана, образующегося в струе, сравнивались с результатами расчета, выполненного на основе данных о гидродинамике струн и теоретических формул, предложенных для определения скорости образования зародышей. Опыты проводились с четырьмя веществами: дибутилфталагом, триэтиленгликолем, октадеканом и серой. Камера смешения потоков (рисунок 3.10), устроена примерно так же, как и в установке, изображенной на рисунке 3.9. Газноситель (азот) и газ, обдувающий струю (воздух), фильтруют через два слоя асбестовой фильтровальной бумаги и сушат. 116 Рисунок 3.10 Сопло и нижняя часть камеры смешения: 1сопло из стекла; 2 трубка из меди; 3 дно камеры из меди; 4 термопара; 5 тефлоновые |
струс могут быть использованы для определения скорости образования новой фазы, а также для определения скорости роста капель в пересыщенном паре. В опытах по определению критического пересыщения пара воды /86,87/ в свободной струе туман наблюдался на некотором расстоянии от сопла. Между тем на основании результатов изучения гидродинамики свободной струи /81/ следует, что смешение газов происходит уже в самом начале струи. При этом линия максимального пересыщения пара также начинается у сопла (рис. 4.2, кривая 1). Отсутствие тумана в начальном участке струи при достаточном пересыщении пара (что подтверждается образованием тумана в основном участке струи) объясняется тем, что скорости потока по осям х и у в начальном участке струи велики. Поэтому время пребывания газовой смеси в зоне максимального пересыщения пара оказывается недостаточным для того, чтобы произошло образование зародышей и, чтобы эти зародыши выросли до размеров, достаточных для наблюдения заметного оптического эффекта. Изложенные результаты исследования свободной струи позволяют установить поле температур и концентраций в струе и пересыщение пара, а также скорости потоков как в начальном, так и в основном участке струи. Экспериментально можно определить расстояния от сопла до нижней границы видимости тумана, радиус капель тумана, а также численную концентрацию тумана в поле струи. Сопоставляя расчетные и экспериментальные значения, можно судить о справедливости использованных в расчете формул для определения скорости образования зародышей, скорости роста и испарения капель, а также о других одновременно протекающих процессах. Первой попыткой определения скорости образования зародышей в турбулентной струе являются исследования /101/, в которых экспериментальные значения численной концентрации тумана, образующегося в струе, сравнивались с результатами расчета, выполненного на основе данных о гидродинамике струи и теоретических формул, предложенных для определения скорости образования зародышей. Опыты проводились с четырьмя веществами: дибутилфталатом, триэтиленгликолем, октадеканом и серой. 86 87 Рисунок 4.5 Сопло и нижняя часть камеры смешения: 1сопло из стекла; 2 трубка из меди; 3 дно камеры из меди; 4 термопара; 5 тефлоновые прокладки; 6 обмотка нагревателя Камера смешения потоков рис. 4.5, устроена примерно так же, как и в установке, изображенной на рис. 4.4. Газ-носитель (азот) и газ, обдувающий струю (воздух), фильтруют через два слоя асбестовой фильтровальной бумаги и сушат. После подогрева газов и насыщения азота соответствующим паром, газовые потоки смешивают в струе в камере смешения. Особое внимание уделяется устранению потерь теплоты и точности измерения температуры обоих газов. Для этого сопло 1 помещают в медную трубу 2, температура стенки которой поддерживается такой же, как и температура газа, а температура медного днища камеры смешения 3 соответствует температуре потока, обдувающего струю. В местах соприкосновения деталей, находящихся при разной температуре, предусматривают теплоизоляционные прокладки 5, изготовленные из тефлона. Численную концентрацию тумана, а следовательно и количество образовавшихся зародышей, определяют по рассеянию света в специальном приборе. Экспериментальные данные о численной концентрации тумана обрабатывают с помощью графических методов, в результате чего для каждого опыта определяют скорость образования зародышей. Затем рассчитывают значение поверхностного натяжения су, которое сравнивают с табличными данными. |