Струйные аппараты - Соколов Е.Я.
ISBN 5-283-00079-6
Скачать (прямая ссылка):
В (2.15) влияние профиля входного участка камеры смешения струйного компрессора учитывается коэффициентом скорости инжектируемого потока K2, представляющим собой произведение трех коэффициентов скорости: камеры смешения, диффузора и входного участка: K2 = фгфзф4- Профиль входного участка камеры смешения сказывается иа величине коэффициента скорости ф4. При уменьшении коэффициента скорости входного участка ф4 уменьшается значение K2 и падает расчетный коэффициент инжекции или при заданном коэффициенте иижекции уменьшается расчетная степень сжатия струйного аппарата.
Уравнение (2.21) показывает, что влияние K2 на расчетную степень сжатия струйного аппарата возрастает с увеличением коэффициента инжекции и и входной скорости инжектируемого потока Ян 2* При уменьшении коэффициента инжекции влияние профиля входного участка иа степень сжатия ослабляется.
Проведенное ВТИ экспериментальное исследование струйных компрессоров с различными профилями входных участков камеры сме-шейия показывает, что конический входной участок обеспечивает достаточно высокий коэффициент скорости: ф4 = 0,925, вследствие чего этот профиль входного участка рекомендуется, как правило, принимать при конструировании струйных компрессоров. Такой профиль входного участка, в частности, принят в конструкции пароструйных компрессоров, разработанных ВТИ (рис. 2.12).
Основное назначение камеры смешения заключается в выравнивании поля скоростей смешанного потока до его поступления в диффузор. Опыт показывает, что при поступлении в диффузор поток'а с выравненным профилем скоростей процесс преобразования кинетической энергии в потенциальную происходит с наименьшими потерями. По данным И. Е. Идельчика при увеличении отношения осевой скорости к средней во входном сечении диффузора с 1 до 4,8 КПД диффузора снижается с 0,9 до 0,35.
Выравнивание поля скоростей смешанного потока обеспечивается соответствующей длиной камеры смешения струйного аппарата.
71
На основе опытных данных длина цилиндрической камеры смешения струйных аппаратов выбирается обычно в пределах 6—10 диаметров камеры смешения:
Zk = (6 4-Ю)d3. (2.60)
Длина диффузора определяется исходя из угла раствора 8—10° по формуле
/A = (64-7)(dc-d3), (2.61)
где de — диаметр выходного сечения диффузора.
Рис. 2.12. Пароструйныймкомпрессор:
1 — цилиндрический корпус приемной камеры; 2 — рабочее сопло; 3 — конический переход от приемной камеры к камере смешения; 4 — корпус камеры смешения; 5 — разгруженная коническая вставка диффузора; 6 — цилиндрический корпус диффузора
Выходное сечение диффузора определяется по формуле
^___ Op (1 + ц)
Pc^c
(2.62)
где Pc и Wc — плотность, кг/м3, и скорость, м/с, сжатого потока на выходе из диффузора.
Пример 2.4. Определить основные геометрические параметры пароструйного компрессора (J3Ifp*, /2//р„, /р2//р». IciZd1), расчет достижимого коэффициента инжекции которого приведен в примере 2.1. Напомиим основные расчетные данные: рр= 3 МПа х; tp = 400 °С= 673 К; ар* = 580 м/с; рн =_0,3 МПа; tH = 180 °С = 453 К; аи» = 482 м/с; рс = 0,6 МПа; и = 0,59; V© = 0,83; м -^0 = 0,49; Пр.н = 0,1; Xp. „ = 1,77; Qp.n ~ 0,49; (А<сз)опт = 0,7; (<?сз)опт ~ = 0,895; (A'Hu)onT — 0,57; (9нг)опт = 0,78.
Решение. Определяем /3//р* по (2.48б):
/а 3 (1 + 0,49) ДД1
Р*
0,6 0,895
1 Здесь и далее все давления абсолютные.
72
Определяем /2//р* по (2.536):
h __I .3 0,49
/р* 0,49 0,3 0,78
Определяем /р2//р* по (2.52):
/Р2 1
= 2,05+ 6,28= 8,33,
fр* 9р. и 0,49
= 2,05.
Определяем п0 (2.55): di
Jcl = 0,37 + 0,59 = di 0,4 0,09
2.6. Характеристики газоструйного компрессора
Под характеристикой понимается уравнение, описывающее для струйного аппарата заданных геометрических размеров зависимость коэффициента инжекции или производительности от внешних параметров взаимодействующих потоков. Характеристика показывает, как работает газоструйный аппарат заданных геометрических размеров не только в расчетных условиях, но и в условиях, отличных от расчетных, т. е. при нерасчетном режиме, когда в аппарате возникают дополнительные потери. Для струйного аппарата неизменных геометрических размеров оптимальные условия могут иметь место только при одном режиме, который обычно является расчетным для данного аппарата. При нерасчетных режимах работы аппарата значения pJpH и и могут существенно отличаться от приведенных на рис. 2.4.
Для иллюстрации на рис. 2.13 штриховой линией показана расчетная зависимость pjpн = / (и) для перегретого водяного пара (k = 1,3) при pvlрп = 6, построенная по уравнению (2.21). Сплошными линиями нанесены экспериментальные характеристики pJpH == = f (и) пароструйных компрессоров трех различных геометрических параметров: f3//p* = 7,-6; 14,2 и 21,6; dp* = 21,6 мм. При тех режи-
Рис. 2.13.' Сопоставление экспериментальных характеристик р Jр„ = f (“) с расчетной зависимостью для достижимого коэффициента инжекции:
Л - Hf = 7,6; а - Ulfvt = s=14,2; X - Ufpt = 21,5
мах, для которых геометрические размеры струйных компрессоров являются оптимальными, в аппаратах отсутствуют дополнительные потери и экспериментальные точки характеристики ложатся близко к расчетной кривой, построенной по формуле (2.21).
