Рис. 2. Схема форсунки
система отбора проб;
5
— расхо-
домер GE Sensing DF868 для из-
мерения расхода жидкости;
6
—
расходомер ЭМИС–РГС 245 для
измерения расхода воздуха; РУ —
система измерения параметров
стенда и рабочего устройства.
В качестве рабочей жидкости ис-
пользовалась вода [10].
Экспериментальное определе-
ние фракционно-дисперсных ха-
рактеристик проводилось мето-
дом улавливания капель на пер-
вичные подложки с последующей
их обработкой. Для улавливания
капель в высокоскоростном потоке газа использовалась система проб
с изокинетичным входом [9]. Пробы отбирали в пяти точках попереч-
ного сечения потока. В систему отбора проб входило пять пробоотбор-
ников с кольцевыми газодинамическими затворами, установленными
на одной линии на общем коллекторе, причем в каждом пробоотбор-
нике устанавливалось две подложки. При измерении мелкой фракции
использовались четырехступенчатые импакторы, предварительно от-
калиброванные на рабочей жидкости.
В процессе испытаний использовалась форсунка с постоянной ши-
риной канала длиной
L
= 200
мм с предварительным созданием плен-
ки. Схема форсунки представлена на рис. 2, где
l
кан
— ширина канала;
Φ
ж
— диаметр канала жидкости;
Φ
в
— диаметр канала воздуха;
l
р
— рас-
стояние между каналами жидкости и воздуха. Конусный вариант вы-
полнения конструкции форсунки обусловлен целесообразностью уве-
личения поверхности смешивания жидкости и воздуха.
Анализ результатов (таблица), полученных при испытаниях, пока-
зывает, что повышение давления воздуха и снижение давления жидко-
сти приводит к повышению эффективности процесса дробления (см.,
например, эксперимент № 12).
В таблице введены обозначения:
P
вх.ж
и
P
вх.в
— давление жидкости
и воздуха на входе в форсунку;
P
пол
— давление в полости форсун-
ки;
G
ж
— расход жидкости;
G
в
/G
ж
— отношение расходов воздуха и
жидкости;
d
м
— медианный диаметр капель;
Σ
10
— процентное содер-
жание капель диаметром до 10 мкм.
В целях выявления особенностей процесса дробления была вы-
полнена математическая обработка результатов испытания пленочной
форсунки с газификацией пленки жидкости, представленных в табли-
це. Исследовалась зависимость медианного диаметра капель
d
м
от дав-
ления жидкости на входе в форсунку, давления воздуха на входе в фор-
сунку, давления в полости форсунки, расхода жидкости и отношения
74 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2016. № 2