Концентрация в струе газа, вытекающего под давлением

[Мария Петрова]

Нет))) просто в правилах вашего форума написано, что за вас никто решать не будет, так что не вижу смысла писать значения отдельных параметров.

[Pyotr]

Source of the post
Нет))) просто в правилах вашего форума написано, что за вас никто решать не будет, так что не вижу смысла писать значения отдельных параметров.

А Вы напишите, может, подскажем, где искать ответ.

[Мария Петрова]

Хорошо.

Круглый коллектор, диаметром 0,09 м и длиной 27,5 м, имеет 92 отверстия, расположенных в верхней части коллектора на одинаковом расстоянии друг от друга. Диаметр каждого отверстия 0,005 м, расстояние между отверстиями 0,3 м. Давление азота в коллекторе 0,3 МПа. Струя азота поднимается где-то на 4 метра.

Прилагаю условную схему (вид сбоку, вид сверху).

[Pyotr]

Задача не простая.
Расход азота через все отверстия можно оценить в 1.2 кг/с (если под давлением имеется в виду абсолютное давление, а не избыточное).
Течение за одиночным отверстием суть турбулентная недорасширенная струя с низкой нерасчетностью, характеризующаяся наличием большого числа циклов (бочек), с длиной цикла около 6 мм. Геометрию струи, а также распределение концентраций азота и кислорода в ней можно оценить по приближенным соотношениям, приведенным в монографии Г.Н. Абрамовича "Прикладная газовая динамика", М., Наука, 1969, либо в монографии того же автора "Теория турбулентных струй", М., Физматгиз, 1960.
Проблема усложняется тем, что на некотором расстоянии от коллектора одиночные струи начинают взаимодействовать между собой и для этой области течения каких-либо соотношений в литературе нет.
Можно предположить, что на расстоянии от коллектора порядка нескольких метров одиночные струи перемешаются и итоговое течение будет близко к осесимметричному (а не трехмерному, как это имеет место на малых расстояниях). Из-за большой величины диаметра коллектора (около 9 м) на высоте 4 м можно ожидать повышенной концентрации азота в области некоторой ширины над коллектором, при этом в центральной части над коллектором концентрация азота не должна сильно отличаться от ее значения в воздухе (~ 0.75). В любом случае концентрация азота будет находиться в диапазоне 0.75 - 1.
В виду описанной сложности течения не проще ли попытаться измерить концентрацию азота в нескольких точках по радиусу, отсчитываемому от центра конструкции. Для этой цели существуют масс-спектрометры, не говоря уже о хроматографах.
Если не секрет, для чего применяется устройство?

[Мария Петрова]

Здравствуйте!
Спасибо за ваш ответ и анализ проблемы. Да, все так оно и есть (только диаметр коллектора не 9м, а 0,009 м).
Я читала Абрамовича "Теория турбулентных струй" и, если честно, немного не понимаю, как найти константу в формуле избыточной концентрации на оси струи (да, да, вот такая я тупица).
Что касается практического измерения конценцентрации, то это мне неподвластно))))) такие вот дела.
Спасибо вам еще раз!

Опечатка! Диаметр коллектора 0,09 м! (Как в сообщении от 16.01.2014 в 14.13)

[Pyotr]

Source of the post
Здравствуйте!
Спасибо за ваш ответ и анализ проблемы. Да, все так оно и есть (только диаметр коллектора не 9м, а 0,009 м).
Я читала Абрамовича "Теория турбулентных струй" и, если честно, немного не понимаю, как найти константу в формуле избыточной концентрации на оси струи (да, да, вот такая я тупица).
Что касается практического измерения конценцентрации, то это мне неподвластно))))) такие вот дела.
Спасибо вам еще раз!

Опечатка! Диаметр коллектора 0,09 м! (Как в сообщении от 16.01.2014 в 14.13)

То что Вы называете диаметром коллектора суть диаметр трубки, от которого практически ничего не зависит, я же имел в виду диаметр устройства, длина которого равна 27.5 м и, судя по рисунку, оно круглое.
А о назначении устройства так и не ответили.

[Мария Петрова]

Аааа, ясно, ясно! Извините!