Т. 329, № 10

Экспериментальное исследование пульсационных характеристик закрученного потока в модели четырехвихревой топки

Актуальность исследования обусловлена необходимостью вовлечения в топливно-сырьевую базу низкосортных высокозольных углей в связи с ограниченностью запасов высококачественного топлива. Для их эффективного и экологически безопасного использования требуется разработка новых и модернизация имеющихся котельных агрегатов с предварительным физическим и численным моделированием. Целью работы является экспериментальное исследование пульсационных характеристик турбулентного закрученного потока в модели перспективного топочного устройства, использующего четырёхвихревую схему сжигания пылеугольного топлива. Объектом исследования является изотермическая лабораторная модель четырёхвихревой топки, выполненная из оптически прозрачного оргстекла для проведения измерений в рамках современных бесконтактных методов диагностики потоков. Методы: физическое лабораторное моделирование аэродинамики и процессов переноса в четырехвихревой топке; бесконтактное исследование осредненных и пульсационных характеристик в объеме модели топки при различных режимных параметрах; исследование пульсаций давления с использованием конденсаторного микрофона. Результаты. С использованием метода цифровой трассерной визуализации получены распределения осредненных и пульсационных характеристик скорости потока в ряде сечений модели в широком диапазоне режимных параметров. Определено положение зон с высоким значением турбулентных пульсаций и застойных зон, установлены особенности их расположения в зависимости от режимов. С использованием конденсаторного микрофона получены данные о пульсациях давления в локальных областях объема модели. Анализ спектральных характеристик с применением к полученным данным преобразования Фурье показал, что в изучаемой модели отсутствуют нестационарные периодические колебания, связанные с прецессией вихревого ядра потока. Измеренные пульсации давления вызваны акустикой, пульсации скорости носят случайный характер и не связаны с динамикой когерентных структур.

Ключевые слова:

четырехвихревая топка, процессы переноса, турбулентные пульсации, спектральные характеристики, цифровая трассерная визуализация, топливная база, низкосортные угли, котельные агрегаты, пульсационные характеристики, турбулентные потоки, физическое моделирование, цифровая визуализация, труды учёных ТПУ, электронный ресурс,

Авторы:

Шадрин Евгений Юрьевич

Ануфриев Игорь Сергеевич

Глушков Дмитрий Олегович

Скачать PDF