Сопоставляя расчетные н опытные данные, видим, что расхождение ме­жду ними сравнительно мало и практически близко к точности измерений. Поэтому целесообразно на примере показать последовательность и порядок расчета затопленного осесимметричного газового факела конечного размера и проиллюстрировать при этом использование вспомогательных таблиц функций, приведенных в приложении. Аналогично можно выполнить расчет плоского факела или спутного (осесимметричного и плоского).

Для сравнения параллельно с расчетом диффузионного факела будут приведены результаты расчета струйного смешения тех же газов (без горе­ния), выполненного по формулам § 1-4. Для наглядности пример расчета факела представлен в виде таблиц и графиков.

Исходные данные. Топливо — метан (в смеси с азотом), концентрация топлива в смеси саа = 0,1 кг/кг, начальная температура газа Тй = 700° К, окислитель — воздух (сб 1), начальная температура воздуха = = 360° К-

Расчетные характеристики. Стехиометрическое число 2= 11, теорети­ческая температура горения Т = 1900° К, значения параметров: со, = = TJTQ = 2,7, to,, = Т^/Т^ = 5,27, стехиометрический комплекс

Г __ (Отт "Ь 1

B = Q_E50_t/„> 11 ^ =1,08. "б,-, У 1 2«п

Расчет изменения ри2. По формуле (1-31) находим изменение отноше­ния (pu2W(P"2)o п0 оси факела. Результаты расчета, общие для факела и струи, приведены в табл. 3-3.

Изменение отношения pua/p0KQ в поперечных сечениях факела с учетом = 0 определяем по формуле (2-18), заимствуя значения функции Р (£, у)

Из табл. 1 приложения.

В качестве примера расчетные данные для одного поперечного сечеиия

Факела (для x/d0=8, ]/T/d0 = 0,32; в расчете принято Yl = 0,04 л:} при­ведены в табл. 3-4 и иа рис. 3-23. Полученное из расчета распределение ри2 относится к факелу или — инертной газовой струе.

О

Расчет длины и формы факела. По формуле (2-29) определяем приведен­ную длину факела Для значення Р = 1,08 получаем — 0,6do. Сле­довательно, lq/d0 = /Cd0 = 15.

Значение Р-фуикции иа фронте пламени Р = Р (|ф, у$) находим из формулы (2-27). При Р = 1,08 получаем Р (£ф, г/ф) = 0,16.

Координаты фронта пЛамеии г/ф = у (|ф) определяем с помощью табл. 1 приложения по найденному выше значению Р (|ф, уф) = 0,16. Полученные данные приведены в табл. 3-5.

1

Q5 0 -0.5 -1

Рис. 3-24. Результаты расчета место­положения фронта пламени.

Расчетная конфигурация фронта пламени показана на рис. 3-24. Расчет распределения температуры. Изменение температуры по оси фа­кела находим по формуле, приведенной в табл. 2-4. При этом следует брать значение Р (1, 0) по формуле (1-31).

Результаты расчета представлены в табл. 3-6 и на рис. 3-25.

&ІП

Рис. 3-25. Результаты расчета из­менения температуры по оси фа­кела и струи.

Рис. 3-26. Результаты расчета из­менения температуры в попереч­ном сечении факела и струи.

Для сравнения в табл. 3-6 и иа рис. 3-25 показано изменение темпера­туры на оси струи при отсутствии горения, полученное по формулам из табл. 1-1.

Распределение температуры в поперечных сечениях факела (для сече­ния У1 = 0,32d0, х = 8d0) определяем по формулам, приведенным в

Табл. 2-4. Значения функций Р (£, у) были найдены с помощью табл. 1 при­ложения.

Результаты расчета приведены для зоны / в табл. 3-7 и для зоны II — в табл. 3-8. Распределение температуры в сечеиии x/d^ = 8 показано на -^ис. 3-26. Для сравнения в табл. 3-9 и иа рис. 3-26 показан профиль темпе­ратуры в том же сечении свободной турбулентной струи (см. табл. 1-1).

Расчет распределения концентрации топлива, окислителя и продуктов сгорания производим аналогично с помощью формул из табл. 2-4.

Как видно из приведенного примера расчета затопленного факела, вы­полнение его существенно облегчается наличием таблиц функций в прило­жении и связано со сравнительно простыми операциями. Поэтому принятый здесь порядок расчета может быть использоьаи в ориентировочном инженер­ном расчете прямоструйиого факела.