Струйные аппараты - Соколов Е.Я.
ISBN 5-283-00079-6
Скачать (прямая ссылка):
156
ление результатов испытания с расчетной характеристикой инжектора по уравнению (4.13) при рекомендованных коэффициентах скорости показало значительные расхождения.
На рис. 4.6 результаты указанного экспериментального исследования сопоставлены с расчетной характеристикой по уравнению
(4.13) при скорректированных коэффициентах скорости: q>i = 0,95; Ф2 = 0,975; фз = 0,8; ф4 = 0,925. Корректировка свелась к снижению коэффициента скорости диффузора ф3 = 0,9 на 0,8. Как видно из рис. 4.6, при указанных коэффициентах скорости имеет место весьма хорошее совпадение расчетных характеристик с опытными данными.
4.5. Определение достижимых параметров и геометрических размеров газоструйных инжекторов
Зависимости для расчета достижимых параметров и оптимального отношения сечений газоструйных инжекторов могут быть выведены на основе уравнений характеристики этих аппаратов.
При заданных давлениях рн и рр и заданном коэффициенте инжекции и оптимальное отношение сечений /3//р* или /3//рі соответствует максимальному перепаду давлений Apc или Ap3, развиваемому струйным инжектором.
На OCHOBaHH1H (4.13) и (4.14) из условий d (Apc) ^ 0 и d (Apc) d (fpjfs) d (JplIf3)
находится оптимальное отношение сечений для струйных инжекторов с диффузорами.
Для условий сверхкритического расширения рабочего потока (pplpa > 1/Пр*) на основе (4.13) выводится следующая зависимость для расчета оптимального отношения сечений:
2eP* IY-— °>5) — (1 + “)2 - (4W* - °>5) — п“21
( f* Л = Lv Фз ) Ov Vp J
V fp* /опт
где
фіфа^рн
fs fs fs
(4.18)
n = —^ =__________________________________________________________________________________І2*_=_ts*_=_Ib-(4.19)
/н2 fs fpi fs__________}_ fs ___ і %
fp* fp* fp* Яра fpi
Так как Цри расчете (/У/р*)опт по (4.18) значение п заранее неизвестно, то им предварительно задаются, а затем уточняют по найденному значению f Jfp3e. Значение п обычно находится в пределах 1,01—1,08; в среднем п = 1,04.
Значением ис также предварительно задаются или принимают Vc = ин, а затем уточняют.
157
Другой модификацией расчета является вывод зависимости для однозначного определения (/Vfp*)ОПТ, в которую величина п не входит.
Такая зависимость, полученная путем совместного решения уравнений (4.18) и (4.19), имеет следующий вид:
(І1
Lt+Vb>-te_, (4 20)
где
2 а
Cl — фіфг^р. ні
Ь= — {фіф2 + 2ер.н[(-^----0,5)-^(1+ы)а—
— (фаф4 — 0,5) «2jJ;
с= 2 J*"-(J----0,5) -Se- (1 + «)».
Яр. н V фз Jvр
При использовании (4.18) — (4.20) газодинамические функции V н, 8р. н и qp. н находятся по известному относительному давлению рабочего потока на выходе из сопла Пр. н = pjpp. При подстановке (/з//р*)опт в (4.13) находят достижимое Apc.
Из совместного решения (4.13) и (4.18) выводится также выражение для непосредственного расчета достижимого перепада давлений газоструйного инжектора без необходимости предварительного расчета (У/рЛопг, если предварительно задаться значением п = fjfni'.
АРс __ ftp_________1
X
Рн 2 (ftp + 1) Пр. н
1
ФіФг^ь н
X ------:---------------TOVf------------------------ (4 21)
IY-о.б) -5s- (1 + и)* - (ф2ф4 - 0,5) -UU- пи*]
Lv ф* / Op Op J
После определения /У/p* значение п уточняют.
Для условий докритического расширения рабочего потока (Рр/Рн =? 1/Пр*) на основе уравнения (4.1) выводится следующая зависимость для расчета оптимального отношения сечений:
Из совместного решения (4.21) и (4.22) выводится зависимость для однозначного определения (f3/fpj}0m без необходимости предварительного выбора значения п:
(ЛЛ = ^ь±Ф.( (423) \
V Zpi /опт 2а
где
а = tPitPa;
Ь = —{фіфа + 2ер. „ [(J- 0,5) (I + Uf^
—(Ф2Ф4 — 0,5) «*] J;
с = 2ер.н (—-----0,5^-?-(1+и)*.
V <Ps Joр
При подстановке (fjfpi)am в (4.14) находят достижимое Apc.
Из совместного решения (4.14) и (4.22) выводится выражение для непосредственного расчета достижимого перепада давлений газоструйного инжектора без необходимости предварительного расчета
(fJh>1) ОПТ*
Это выражение совпадает с уравнением (4.21). Таким образом, по (4.21) можно определять достижимый перепад давлений в газоструйных инжекторах при любой степени расширения рабочего потока — как сверхкритической (рР/рн > 1/Пр*), так и докритической (Рр/Рн ^ 1/Пр*).
Аналогично на основе (4.15) и (4.16) из условий
d (Apg) _ Q и d (Apg) _ 0 d d (fpi/ft)
находится оптимальное отношение сечений для струйных аппаратов без диффузоров.
Для условий сверхкритического расширения рабочего потока (рр/рн > 1/П*) на основе (4.15) выводится следующая зависимость для расчета оптимального отношения сечений (/8//Р*)опт:
2ер, Г-Ь- (1 + и)2 — (ф2ф4—0,5) пи2]
Л-М =------------LEe------------------:----ES----І, (4.24)
\ fp* /°ПТ фіфї^-р. H
где п = /з/^йа определяется по (4.19).
Из сравнения (4.24) и (4.18) видно, что при одинаковых параметрах рабочего и инжектируемого потоков (Хр. н = idem) и одинаковых коэффициентах инжекции (и = idem) оптимальное отношение сечений (/3//р*)опт в струйных инжекторах без диффузоров больше, чем в струйных инжекторах с диффузорами.
