Результаты анализа льдогенераторов

Существует большое многообразие льдогенераторов. Несомненно, у каждого из них есть определенные достоинства и недостатки. Главной целью данной работы являлся анализ генерации ледяных кристаллов для проведения сертификационных испытаний газотурбинного двигателя. В результате изучения метода проведения сертификационных испытаний, были выдвинуты требования к генерируемым лк.

1. Форма кристалла

2. Средний размер – 50 – 200 мкм

3. Кристаллы, не содержащие воды

Каждый способ получения ледяных кристаллов был проанализирован с точки зрения данных требований. В результате анализа оказалось, что не один из льдогенераторов не удовлетворяет по всем параметрам данным требования. Таким образом, ни один из предложенных льдогенераторов не подходит для сертификационных испытаний. Однако, из данного анализа возможно выделить некоторые достоинства машин, производящих лк, которые впоследствии могли бы послужить примером для создания новой машины, производящей лк. Лк, которые полностью удовлетворяли требования. Рассмотрим эти достоинства.

1. Отделение льда, осуществляемое с помощью скребков или фрез. Такой механизм гарантирует возможность получение различного размера частиц на выходе. Данной характеристикой обладают льдогенераторы чешуйчатого и снежного льда, скребковые, фрезерные.

2. Распылении воды с помощью пневматической форсунки. Путём регулирования давления воды и воздуха на входе в форсунку могут быть получены капли различных диаметров и размеров. Двигаясь в охлаждённой воздушной среде, капли могут замерзать, образуя ледяные кристаллы. Преимущество регулировки размера и формы лк относится к способу получения кристаллов путем замораживание капель воды при распылении форсункой.

4.11. Способ генерации ЛК, разработанный в ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова»

С целью проверки способа получения ЛК путём механического дробления в ФГУП ЦИАМ им. Баранова было разработано и изготовлено специальное устройство - генератор ледяных кристаллов.

Процесс генерирования ЛК основан на резании бруска льда набором вращающихся дисковых пил. Получение бруска льда осуществляется методом замораживания дистиллированной воды в кювете помещенной внутри морозильной камеры при температуре окружающего воздуха -2⁰С и влажности φ_воз. < 50%, после чего брусок льда подвергается механической обработке для получения необходимых размеров бруска при испытаниях.

Рис. 19. Генератор ледяных кристаллов: 1–общий вид, 2 – набор дисковых пил, 3 – брусок льда.

Рис 20. Кювета для приготовления бруска льда.

Генератор ЛК состоит из силовой рамы, на которую смонтирован короб, изготовленный из фторопласта для установки бруска льда. Так же устройство включает в себя ходовой винт, соединенный с толкателем, посредством которого происходит перемещение бруска льда к набору дисковых пил. Винт приводится в движение с помощью мотор вариатора, который обеспечивает изменение скорости подачи бруска льда. Набор дисковых пил приводится в движение с помощью отдельного мотор редуктора без возможности регулирования частоты вращения выходного вала. Устройство содержит сборник - воронку для сбора ледяных кристаллов, а так же магистральный трубопровод, оборудованный транспортным эжектором, по которому осуществляется подача кристаллов в зону их ввода в АДТ.

При выполнении экспериментальных работ были получены частицы льда средним медианным размером (MVD) от 500 до 4000мкм в зависимости от режима испытаний.

Рис.21. Ледяные кристаллы, полученные с помощью генератора при температуре воздуха в морозильной камере – 10⁰С и скорости подачи ледяного бруска V: 1 - V =1.4 м/мин, 2 - V = 0.83 м/мин, 3 - V =0.25 м/мин

Анализ экспериментальных данных показал, что при постоянной частоте вращения набора дисковых пил уменьшение скорости подачи бруска льда приводит к уменьшению размера генерируемых ледяных кристаллов.

С целью расширения возможных параметрических регулировок устройства для исследования влияния частоты вращения дисковых пил на размер получаемых ледяных кристаллов, была проведена модернизация электрической схемы привода набора дисковых пил.

В процессе проведения испытаний было установлено, что увеличение частоты вращения дисковых пил при постоянной скорости подачи бруска льда приводит к уменьшению размера ЛК.

Дата добавления: 2014-10-17