Струйные аппараты - Соколов Е.Я.
ISBN 5-283-00079-6
Скачать (прямая ссылка):
7
Из советских исследований в этой области наибольший интерес представляют работы, выполненные во ВТИ [11, 13—15, 39—41, 44]. В этих работах впервые дан подробный качественный анализ характеристик пароструйных эжекторов конденсационных установок и показаны особенности условий работы и характеристик многоступенчатых струйных эжекторов при переменных режимах их работы.
В СССР и за рубежом опубликован ряд работ, посвященных систематизации методов расчета струйных аппаратов. Целевым назначением этих работ, как правило, является вывод формул для расчета основных размеров струйного аппарата рассматриваемого типа для заданных расчетных условий. Из советских работ к ним относятся. книги Г. А. Аронса [4], П. Н. Каменева [47], С. Ю. Келлера [50], М. Г. Шумелишского [83] и др. Представляют также интерес работы * зарубежных авторов: Виганда [92, 93], Флюгеля [88а], Павел-Ре-мингена [89], Викторина [91 ] и др.
Значительно меньше было опубликовано работ, посвященных ис-
V следованию характеристик струйных аппаратов, т. е. условиям ра-' ^ боты струйных аппаратов при нерасчетных режимах. К этой группе исследований относятся работы JI. Д. Бермана и Г. И. Ефимочкина [16—20], П. А. Когана, И. А. Шамиса и А. Н. Якушина [52, 53], В. К. Щукина и И. И. Калмыкова [84], Ю. Н. Васильева [24, 25].
Во ВТИ под руководством авторов было проведено теоретическое и экспериментальное исследование большинства типов струйных аппаратов, применявшихся на практике. Целью этих работ были разработка методики расчета основных размеров струйных аппаратов і и вывод уравнений характеристик, описывающих работу струйных аппаратов при переменном режиме.
Основные результаты проведенных исследований были опубликованы в разное время в периодической печати [9, 36—45, 69—75], а также в сборниках различных научных конференций. Эти исследования показали, что расчет струйных аппаратов с цилиндрической 4 v камерой смешения при одинаковом агрегатном состоянии рабочего и инжектируемого потоков, газо (паро) струйных компрессоров, газоструйных инжекторов, струйных насосов можно полностью бази-*• ровать на теоретических уравнениях. Опытными величинами в этих, уравнениях являются только коэффициенты скорости проточной части аппарата.
Для расчета струйных аппаратов с конической камерой смешения, а также аппаратов с различным агрегатным состоянием рабочего и ин-„ жектируемого потоков* приходится применять уравнения, частично построенные на эмпирических закономерностях.
1.3. Классификация струйных аппаратов
В литературе струйные аппараты одного и того же типа встречаются под самыми различными названиями, например инжекторы, компрессоры, эжекторы, элеваторы, насосы и др. В настоящей книге
8
принята классификация струйных аппаратов, учитывающая существо происходящих в аппарате процессов.
Процессы, характерные для всех без исключения струйных аппаратов, описываются тремя законами: сохранения энергии 1
( Лр -4* иАя = (I -f- и) Ac, 0*0
где Ар, Ая, Ac — энтальпии рабочего и инжектируемого потоков до аппарата и смешанного потока после аппарата, кДж/кг; и = GJGp — коэффициент инжекции а, т. е. отношение массового расхода инжектируемого потока к массовому расходу рабочего потока; сохранения массы
Gc = Gp+бя, . (1.2)
где Gp, Gh, Gc — массовые расходы рабочего, инжектируемого и смешанного потоков, кг/с;
сохранения импульса, который для камеры смешения произвольной формы (см. рис. 1.1) записывается так 3:
h
Jpi + ^hi = f Pdf -f-1 cat (1.3
h
где Ipi, Ihi — импульс рабочего и инжектируемого потоков во входном сечении камеры смешения, Н; Ic3 — импульс смешанного потока
f,
в выходном сечении камеры смешения, Н; \ jP df — интеграл им-
h
пульса по боковой поверхности камеры смещения между сечениями
1-1 и 3-3. В цилиндрической камере смешения Г pdf=0.\
Fs
Импульс потока в любом сечении
I = Gw+pf, (1.4)
где G — массовый расход, Krfc; ад — скорость, м/с; р — давление, Па (Н/м*); / — сечение, ма.
~]В зависимости от свойств и условий взаимодействия рабочего и инжектируемого потоков в струйных аппаратах возникает ряд дополнительных процессов, которые специфичны только для аппаратов определенного типа. Эти процессы существенно отражаются в работе аппаратов данного типа и должны учитываться при их расчете.
Кинетической энергией рабочего и инжектируемого потоков перед аппаратом и сжатого потока после аппарата обычно пренебрегают.
Для удобства термин «коэффициент инжекции» принят в книге для всех типов струйных аппаратов: инжекторов, эжекторов, струйных насосов и т. п.
На .рис. 1.1 отсутствует сечение 2-2, так как показана камера смешения произвольной формы. Обычно 2-2 обозначает входное сечение цилиндрической камеры смешения.
9
Процессы, происходящие в струйных аппаратах, . зависят в первую очередь от агрегатного состояния взаимодействующих сред.
С этих позиций можно все струйные аппараты разбить на следующие три группы: 1) аппараты, в которых агрегатное состояние рабочей и инжектируемой сред одинаково; 2) аппараты, в которых рабочий и инжектируемый потоки находятся в разных агрегатных состояниях, яе изменяющихся в процессе смешения этих потоков; 3) аппараты с изменяющимся агрегатным состоянием сред. В этих аппаратах рабочий и инжектируемые потоки до смешения находятся в разных фазах, а после смешения — в одной фазе, т. е. в процессе смешения изменяется агрегатное состояние одного из потоков.
