Гідродиниміка і теплова взаємодія з повітрям при ударі струменя води об її поверхню в обмеженому об’ємі з розлітанням отриманих крапель

• Main Author: Ivan I. Pukhovyi
• Format: Article
• Language: English
• Published: Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute 2018-06-01
• Series: Наукові вісті Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут"
• Subjects: Hydrodynamics; Thermal interaction; Flight radius; Flow parameters; Jet energy
• Online Access: http://bulletin.kpi.ua/article/view/128966
• ISSN: 1810-0546; 2519-8890

Проблематика. Підігрівання повітря взимку за температур повітря нижче -5°С можливе теплотою фазового переходу води в лід. Підігріте повітря зменшує витрату енергії в системах вентиляції і в теплових насосах типу повітря–вода і повітря–повітря в період пікових навантажень на системи теплопостачання, що дає змогу зменшити встановлену потужність теплогенеруючого обладнання. Для охолодження води і зрошення насадок воду слід подрібнювати на краплі, а при контакті зі швидким потоком повітря краплі не повинні виноситися потоком, що досягається збільшенням діаметра крапель. Мета дослідження. Визначення параметрів течії та подрібнення на краплі струменя, максимального радіуса розлітання крапель залежно від геометричних характеристик посудин (діаметра і глибини) та витрати води через сопло, із якого витікає струмінь. Також передбачено дослідження можливостей нагрівання і охолодження води повітрям, що засмоктане струменем. Методика реалізації. Повітря з температурою нижче -5°С нагрівають теплотою кристалізації води в умовах вимушеної течії без виносу крапель потоком через значний їх діаметр. Чим нижча температура довкілля, тим більший економічний і енергетичний ефект. Результати дослідження. Експериментально досліджено процеси руйнування струменя води на первинні крап­­лі з визначенням початку руйнування струменя та діаметрів первинних крапель. Виконано експе­ри­ментальні дослідження радіусів розлітання вторинних крапель від руйнування повітряних бульбашок, що утворюються при ударі струменя об поверхню води, насичену повітрям, залежно від діаметрів і висоти посудин із водою. Висновки. Встановлено, що зменшення діаметра посудин, шару рідини і збільшення витрати води через сопло сприяють розлітанню крапель на більші радіуси. З фізичної точки зору, такий вплив слід пояснювати меншою втратою енергії струменя при збільшенні горизонтальних і вертикальних розмірів посудини та підвищенням тиску повітря в бульбашках.