WarmFires.ru

Теперь откроем задвижку 4. Перепад давлений на ней снизится, а давление в топливнике повысится, что и приведёт к возникновению потока воздуха в дымовую трубу. Круговая эпюра (распределение) давлений примет вид пунктирной линии 8 (и 6). При построении линии 8 учитывалось, что силы трения (вязкости) приводят к постепенному снижению давления вдоль потока газа, а местные газодинамические сопротивления (завихрения) приводят к скачкообразным снижениям (потерям) давления. На рис. 113 принято условно, что местные газодинамические сопротивления создаются в местах установки задвижек 2, 3 и 4. Скачкообразные падения давления в местах газодинамических сопротивлений - это, конечно же абстракция, поскольку реальные завихрения (турбулентности) распространяются на много калибров (диаметров) дымового (или воздушного) канала вниз по течению газа. Впоследствие этого, местные газодинамические сопротивления «размазаны» и создают плавно спадающие давления (как и силы трения), но для наглядности и качественного восприятия газодинамических явлений всё же будем придерживаться условной концепции скачкообразных перепадов (снижений) давления в местах газодинамических сопротивлений. Вместе с тем, любые развороты дымовых потоков, создающие завихрения и местные газодинамические сопротивления, увеличивают скорость движения газов в вихрях, а потому увеличивают коэффициент конвективной теплопередачи. Поэтому при анализе теплопередачи считать перепады давления скачкообразными нельзя.

Сопоставляя высотные распределения давлений 7 и 8, можно сделать лишь один вывод: давление внутри печи и трубы при открытии задвижки 4 увеличилось (разрежение снизилось). Полезной информации это заключение не даёт. Но если сопоставить высотное распределение давления 8 в работающей печи с высотным распределением давления в атмосфере 5 (перенесённым слева на правое колено контура и обозначенным штрихпунктирной линией 5), то получим практически важный вывод (хотя и умозрительно, и интуитивно предсказуемый): в нижней части печи воздух всасывается в печь через любое отверстие, а в верхней - дымовые газы стремятся выйти из печи и трубы через любое отверстие (в первую очередь через оголовок трубы).

Для более детального экспресс-анализа удобна следующая методика (рис. 114). Распределения давлений в печи не могут выйти за пределы базисных уровней рвх и рнх, задаваемых состоянием атмосферы на уровнях оголовка трубы и пода печи и изображённых штрихпунктирными прямыми 2. Более того, реальные распределения давлений в печи не могут выйти за пределы уточнённых базисных уровней 3 (диштрихпунктирных линий), построенных с учётом статических давлений, создаваемых напором горячих газов в печи. Задаваясь некими значениями коэффициентов трения и местных сопротивлений, рассчитываем, как и прежде, по их сумме скорость транзитного газового потока по известной тяге Арг, после чего расчитываем реальное распределение давлений 4. Например, в простейшем случае безоборотной печи с нулевым коэффициентом трения и четырьмя местными газодинамическими сопротивлениями (поддувальным отверстием 5, переходом из печи в трубу 6, задвижкой в открытом состоянии 7, оголовком трубы 8) имеем распределение давлений 4 виде ломаной прямой с четырьмя локальными перепадами давления. Эта ломаная кривая 4 вьется вокруг прямой (рвх - Рнх), которая отвечает теоретически максимально возможному расходу газов через печь (в отсутствии сопротивлений) и которая характеризуется отсутствием разниц давления внутри и вне печи (что наблюдается при свободноконвективном течении дымовых газов - при отсутствии контакта со стенками трубы). Как и прежде, зоны разряжений возникают непосредственно после мест газодинамических сопротивлений, а зоны избыточных давлений (дымлений) возникают перед местами газодинамических сопротивлений. Напомним, что подобные разряжения имеют место и в случае течения жидкостей. Так, в разряжения перед циркуляционным насосом часто подсасывается атмосферный воздух в отопительную магистраль. В зоны разряжения после заужений трубопровода вводят в поток воды пузырьки воздуха для гидромассажных ванн.