Prędkość wypływu powietrza z dyszy
Gdy sprężone powietrze o temperaturze 27°C, przy ciśnieniu p = 0,6MPa, przepływa przez dyszę, jego teoretyczna prędkość wyjścia wynosi VA = 491 m/s. Krytyczna prędkość powietrza (maksymalna) jest często określana jako prędkość Lavala (VL). Nie jest ona przekraczana w dyszach cylindrycznych. Nie zależy od ciśnienia, parametrów i temperatury gazu.
Struktura strumienia powietrza
Fokke znalazł prawie liniową zależność między połową szerokości strumienia i długością strumienia. Natomiast masowe natężenie przepływu powietrza wykazało znikomy wpływ na wielkość połowy szerokości do długości strumienia: Wraz ze wzrostem prędkości przepływu powietrza, połowa szerokości strumienia zmniejsza się tylko nieznacznie. Przyspieszanie cząstek ścierniwa w dyszach Termin (VA/Vm) jest prędkością względną pomiędzy prędkością przepływu powietrza (gazu) Vm i cząstek ściernych VA. W przypadku bardzo małych prędkości przepływu cząstek, na przykład w części wejściowej dyszy, Vm = VA. Oba parametry zmieniają się na długości dyszy, o czym świadczą wyniki symulacji numerycznych. Zarówno ciśnienie powietrza i spadek temperatury powietrza następują jeśli zdążają ku wyjściu. W cylindrycznych dyszach prędkość ta nie może przekroczyć prędkości dźwięku, a w dyszach Lavala (Venturiego) tak. Jednakże prędkość dźwięku jest zależna od temperatury gazu. Wartości przyspieszenia dla dysz zbieżno-rozbieżnych obliczał Achtsnick (2005), który szacuje wartości aP = 107 m/s2. Przyspieszania cząstek aP wzrosły nadzwyczaj, kiedy średnica cząstek ściernych została zmniejszona poniżej DP = 10 ?m. Przyspieszenie nie jest stałą wartością na długości dyszy. W przypadku ciężkich ścierniw (?P) i dużych średnic ziaren (DP), dla uzyskania żądanej prędkości przyspieszenia musi zostać zwiększona długość dyszy. Okres przyspieszenia może być zmniejszony, jeśli gęstość przepływającego powietrza i jego prędkość oraz współczynnik oporu powietrza posiadają wysokie wartości (np. w dyszach Lavala). Wykorzystanie dyszy Lavala zwiększa prędkości powietrza i cząstek ściernych, ale w o wiele wyższym stopniu przyśpieszane jest powietrze. Powodem jest spadek gęstości powietrza w rozbieżnej (wylotowej) części dyszy Lavala, powodujące zmniejszenie siły nacisku na przyspieszane cząstki. Tak więc, choć dysze Lavala są bardzo skuteczne w przyspieszaniu powietrza, nie zwiększają prędkości wyjścia ziaren ściernych w równie wysokim stopniu. W zaprojektowanym przez Adlassinga w specjalnym urządzeniu do oceny rozmieszczenia wektorów prędkości ściernych cząstek w strumieniu powietrza wypływającego z dyszy czyszczącej.Ogólne wyniki były następujące: wewnętrzny rdzeń (24 cm2 przekroju) zawiera od 20 do 25% wagowych wszystkich cząsteczek, średnia część (76 cm2 przekroju) 40 i 45%, a w zewnętrznej części (2150 cm2 przekroju) od 25 do 30% wagowych wszystkich materiałów ściernych. Pola te rozmieszczone są względem siebie, kolejno jak kolory płomienia palnika. Krzywizny części wejściowej dyszy nie zmieniają proporcji rozkładu. Cząsteczki kumulują się w zasadzie w pobliżu środka osi dyszy. Według tych obrazów, zmodyfikowany kanał wejścia ścierniwa Lavala do środka i wylot z dyszy o prostokątnym przekroju wykazał, że rozkład cząstek jest bardziej korzystny dla mniejszych ziaren ściernych. Wyniki pomiarów prędkości cząstek ściernych w przekrojach dwu dysz są pokazane na wykresie 2. Wektorowa prędkość ścierniwa zależy od zaprojektowanego wewnętrznego kształtu dyszy i ciśnienia powietrza. Można zauważyć, że cylindryczna końcówka dyszy (lewy wykres) opisuje typowy dzwonowaty kształt prędkości. Takie profile są także typowymi dla standardowych dysz Lavala. Modyfikacja dyszy Lavala o przekroju prostokątnym (prawy wykres) przyczyniła się do bardziej przyjaznego rozkładu prędkości. Wysokie ciśnienie powietrza pogarsza profil prędkości cząstek. Kształt dzwonu był najbardziej widoczny dla pierwszego najwyższego ciśnienia powietrza.
Komentarze (0)