المحاكاة والبحث النظري على هيكل سكين الهواء لفرن الطلاء

المحاكاة والبحث النظري على هيكل سكين الهواء لفرن الطلاء

سكين الهواء هو رابط التصميم الرئيسي والعنصر التنفيذي لصندوق التجفيف. يؤثر نوع هيكلها بشكل مباشر على توزيع مجال تدفق الهواء داخل صندوق التجفيف وتأثير التجفيف لطبقة ملاط ​​قطعة العمود. يلعب دورًا في تنظيم تدفق الهواء في صندوق التجفيف وتعديل وظيفة تدفق الهواء ونوع الهيكل المعقول يمكن أن يتجنبان دوامة تدفق الهواء ، بحيث يمكن نفخ تدفق الهواء ببطء وبشكل متساوٍ إلى سطح قطعة العمود. في نفس الوقت ، السكين الهوائي هو عنصر مقاومة ، ومقاومة سكين الهواء كبيرة ، مما سيزيد من مقاومة صندوق التجفيف بالكامل ، وبالتالي زيادة فقدان الطاقة في نظام التجفيف. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تركيب شاشة مثقبة داخل سكين الهواء ، والتي تلعب دورًا في التوزيع المتساوي لتدفق الهواء الساخن المتدفق من غرفة الهواء.

يوضح الشكل أعلاه هيكل 4 أنواع من سكاكين الهواء الواردة في هذه الورقة. في السكين الهوائي من النوع الأول في (أ) ، يتم تفجير تدفق الهواء من الشق السفلي بعد تعديل تجويف القسم المثلثي المقلوب ؛ في سكين الهواء من النوع الثاني في (ب) ، يتم ضبط تدفق الهواء في تجويف المقطع العرضي المستطيل ويمر عبر جانبي القاع بشكل غير مباشر إلى فتحات فوهة الهواء ؛ سكين الهواء من النوع الثالث في (ج) يبني صفيحة تقسيم تجويف داخلي على أساس سكين الهواء من النوع الثاني ، ويمر تدفق الهواء عبر جانبي القاع تحت تصريف الصفيحة الفاصلة. تنفجر من فتحة فوهة الهواء المائلة ؛ بالنسبة لسكين الهواء من النوع الرابع في (د) ، على أساس سكين الهواء من النوع الثالث ، يتم تغيير شكل غلاف سكين الهواء ، ويتم تغيير المحدب الخارجي إلى المقعر الداخلي.هذا النوع من سكاكين الهواء عبارة عن عملية يتم فيها إنشاء تدفق هواء ساخن عالي السرعة عند الخروج من فتحة فوهة الهواء ، ثم يتم تجفيف سطح قطعة العمود وتجفيفها ، ويتم إجراء نقل الحرارة بالحمل الحراري ، ويتم نقل جزيئات المذيب لطبقة الملاط بعيدًا.

كما هو موضح في الشكل ، H هو ارتفاع منطقة التجفيف لصندوق التجفيف ، و d هو عرض شق سكين الهواء ، ويشكل الخط المركزي لطائرة الصدم زاوية معينة مع جدار الصدمة. يمكن تقسيم نفاثة الاصطدام إلى منطقة نفاثة حرة ومنطقة اصطدام ومنطقة نفاثة جدارية.

منطقة النفاثة الحرة: من سمات منطقة النفاثة الحرة أن سرعة الهواء الساخن في أي موضع في هذه المنطقة هي نفس سرعة تدفق الهواء في منطقة النفاثة ، وأن تدفق الهواء يحافظ على تأثير الطاقة الكامنة الأصلية دون تغيير. نظرًا لأن الحرارة المحقونة تتبادل الزخم في البداية مع السائل الثابت في البيئة المحيطة ، فإن عرض منطقة الحقن يزداد مع استمرار التدفق الحر.

منطقة التأثير: بعد انتهاء التدفق الحر ، ستتغير سرعة تدفق الهواء الساخن أيضًا وفقًا لذلك ، من توزيع منتظم في البداية إلى تناقص تدريجي. خلال هذه العملية ، يستمر العرض الجانبي للمنطقة النفاثة في التوسع ، مكونًا منطقة تأثير. في منطقة التأثير ، يمكن أن نجد أن سمك الطبقة الحدودية فوق جدار التأثير هو نفسه تقريبًا.

منطقة تدفق الهواء: بعد أن يصل تدفق الهواء إلى جدار التأثير ، يتحول اتجاه تدفق الهواء بزاوية معينة ويدخل منطقة تدفق الهواء. يتدفق تدفق الهواء في هذه المنطقة بالقرب من سطح الجدار ، وتنخفض قيمة السرعة مع تقدم التدفق.

تحليل مقارن لمخططات تتبع تدفق الهواء الساخن

يدخل الهواء الساخن المضطرب إلى سكين الهواء من مدخل الهواء ، ويمر عبر التدفق المنتظم للوحة الشبكية المثقبة وتوزيع لوحة التوزيع ، ويتدفق الهواء الساخن بالتساوي إلى فوهة الهواء لسكين الهواء. عندما يصل الهواء الساخن إلى قطعة العمود ، ينتج عن تغيير اتجاه التدفق النتيجة الموضحة في الشكل أدناه. يتم التحكم في توحيد الهواء الساخن الذي ينفخ على قطعة العمود بشكل أساسي من خلال جزأين ، أحدهما هو شبكة التدفق الموحدة لجعل الهواء الساخن يدخل بالتساوي إلى سكين الهواء ، والآخر هو فوهة سكين الهواء للهواء الساخن مرة أخرى.

تختلف الأنواع الأربعة لمخططات تتبع مربع الاختبار بسبب الأنواع المختلفة من سكاكين الهواء.

يكون توزيع آثار تدفق الهواء الساخن في صندوق اختبار سكين الهواء من النوع I منتظمًا نسبيًا. على سطح قطعة القطب ، يتدفق الهواء الساخن من المنتصف إلى الطرفين والفراغ العلوي ، ويغطي أساسًا سطح قطعة العمود ؛

توزيع آثار تدفق الهواء الساخن في صندوق اختبار سكين الهواء من النوع الثاني مبعثر نسبيًا. على سطح قطعة القطب ، تتدفق معظم جزيئات الهواء الساخن فقط إلى الفضاء العلوي من طرفي قطعة القطب ، وتكون منطقة التغطية صغيرة ؛

تتدفق معظم جزيئات الهواء الساخن في صندوق اختبار سكين الهواء من النوع الثالث من الجانبين (ليس كلا الطرفين) من منتصف سطح قطعة القطب إلى الطرفين والمساحة العلوية ، التي تغطي مساحة كبيرة ؛ يتدفق الموضع إلى المنتصف ، وكلا الطرفين والمساحة العلوية لقطعة العمود في نفس الوقت ، ويكون التوزيع متماثلًا وموحدًا نسبيًا ، ويغطي أساسًا سطح قطعة العمود.