глава 2, рис.2.16,
2.17) показали, что рациональное значение отношение площади входа в сепаратор к
площади горловины сопла 1 находится в пределах 0,6 - 0,7.
Кроме указанных факторов, аэродинамическое сопротивление и эффективность
очистки воздуха зависят от расстояния между горловиной сопла и плоскостью входа
в сепаратор Lr , как это следует из рис. 2.16, 2.17 .
Наконец, последние исследования [133] выявили значительное влияние на
сопротивление элемента формы лобовой части сепаратора 3, что объясняется
набеганием на него центральной части потока (т.е. наиболее "энергоемкой" его
части) и, таким образом, коэффициент лобового сопротивления пылеуловителя
приобретает в связи с указанным обстоятельством особое значение. Кроме того,
необходимо организовать плавное, безотрывное течение между наружной
поверхностью сепаратора на начальном участке и стенками диффузора 2 т.к. при
обтекании первого происходит довольно резкое ускорение воздушного потока в
данном кольцевом зазоре. Как показали предварительные исследования,
рациональной формой обтекателя является тело, образованное вращением усеченной
дуги окружности радиуса rл по окружности диаметра dл (см. рис 3.10), близкое по
форме к части усеченной сферы. Таким образом, в число четырех важнейших
факторов, оказывающих наиболее существенное влияние на характеристики элемента,
входят (в скобках указан интервал
Рис.3.10. Аэродинамическая схема БВО: 1 – сопло; 2 – диффузор; 3 – сепаратор.
варьирования в процессе экспериментов):
- угол раскрытия диффузора aд , 0(12 - 28);
- расстояние между горловиной сопла и входом в пылеуловитель Lт , мм (45 -
95);
- внутренний диаметр пылеуловителя dst, мм (31 - 33,4);
- радиус лобового обтекателя пылеуловителя rл, мм (6 - 30).
Исследуемая область изменения каждого из параметра разбивалась на k участков
(принималось k = 2, т. е осуществлялось четырехфакторное трехуровневое
планирование [134]) и вводились нормированные факторы влияния (табл.3.8)
где )/2 – интервал варьирования;
- соответственно максимальное и минимальное значения фактора.
При этом начальным значением параметра выбиралась его средняя величина
Рис.3.11. Испытательное устройство
Неизвестная зависимость принималась в виде полной квадрики. Выбор опытных
точек основывался на ортогональном планировании равноотстоящих узлов.
Фиксировались три уровня: хi = -1, хi = 0 и хi = 1, соответствующие нижнему,
середине и верхнему пределам интервала варьирования i –того независимого
параметра.
Значения неизвестных коэффициентов квадрики aij получены по формуле[134]
,
где значения Fn приведены в табл.3.8, а bijn , Cij – в табл. 3.9.
Таким образом, для осуществления экспериментов при сочетании геометрических
размеров деталей элементов, указанных в матрице планирования (см. табл.3.8),
было изготовлено 3 варианта диффузоров, 9 вариантов сепараторов, а также
устройство, осуществляющее регулировку расстояния LГ между горловиной сопла и
входом в сепаратор (рис.3.11).Аэродинамические и пылевые испытания вариантов
элементов, выполненные в соответствии с матрицей планирования эксперимента,
проводились на стенде одиночного элемента (см. рис.3.3). Методика испытаний
соответствовала
Таблица 3.8
Матрица планирования эксперимента и его результаты
Факторы влияния (независимые параметры)
Х1
Х2
Х3
Х4
Экспериментальная функция
отклика, Fn
Результаты расчетов по уравнениям (2.43)
Нулевой уровень
Интервал варьирования
Верхний вровень
Нижний уровень
0,4
0,4
1,4
0,6
0,56
0,20
0,76
0,36
0,81
0,03
0,84
0,78
0,45
0,30
0,75
0,15
№ опыта
1
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
+1
+1
+1
+1
+1
+1
+1
+1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
+1
-1
+1
+1
+1
+1
-1
-1
-1
-1
+1
+1
+1
+1
-1
-1
-1
-1
+1
-1
+1
+1
-1
-1
+1
+1
-1
-1
+1
+1
-1
-1
+1
+1
-1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
1240
1600
700
900
2040
3200
530
1080
800
590
1080
480
1640
1600
900
700
540
1070
640
400
910
1080
360
510
590
90,5
90,8
89,6
89,8
91,9
91,4
90,9
91,7
83,9
83,3
82,7
81,9
89,8
89,1
88,0
87,4
89,2
88,5
87,4
85,4
91,0
87,8
86,2
87,0
87,3
91,4
91,4
90,5
90,5
93,5
93,5
93,0
93,0
86,8
86,8
85,6
85,6
92,4
92,4
91,3
91,3
90,3
89,5
88,8
87,8
92,6
90,7
89,6
90,3
90,2
Таблица 3.9
Данные для вычисления коэффициентов квадрики
№ опыта
а0
а1
а2
а3
а4
а11
а22
а33
а44
а12
а13
а14
а23
а24
а34
сij
59
18
18
18
18
354
354
354
354
16
16
16
16
16
16
bijn
4
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
11
8
+1
+1
+1
+1
+1
+1
+1
+1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
+1
-1
+1
+1
+1
+1
-1
-1
-1
-1
+1
+1
+1
+1
-1
-1
-1
-1
+1
-1
+1
+1
-1
-1
+1
+1
-1
-1
+1
+1
-1
-1
+1
+1
-1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
7
7
-18
121
121
-56
-56
-56
-56
-56
-56
7
7
-18
-56
-56
121
121
-56
-56
-56
-56
7
7
-18
-56
-56
-56
-56
121
121
-56
-56
7
7