Струйные аппараты - Соколов Е.Я.
ISBN 5-283-00079-6
Скачать (прямая ссылка):
фіфг^р. н
П If \ _ ^PnP*
V/ з'/р*)опт-------------
(4.33)
2 Арс/рр
Для условий докритического расширения рабочего потока (рР/рн<
< 1/Пр„.) и из совместного решения (4.22) и (4.21) находим
(/У/р*)о
fepnp, фхф^р. н^/р. н
2 Дрс/рр
(4.34)
Аналогично находятся выражения для расчета оптимального отношения сечений газоструйных инжекторов без диффузоров.
При сверхкритическом расширении рабочего потока (рр1пи з* IZIT31.) из совместного решения (4.24) и (4.26) находим
(/з//р*)оп, = -M*u- . (4.35)
2 Дрз/рр
При докритическом расширении рабочего потока (рр/рн ^ из совместного решения (4.27) и (4.26) находим
(Мрі)опт = -MfiL WfrxP- Н?Р-Н . (4.36)
2 Лра/рр
Из сравнения (4.35) и (4.33), а также (4.36) и (4.34) видно, что при одинаковых параметрах рабочего и инжектируемого потоков (рр = = idem, Яр. н = idem, qP. н = idem) и одинаковом создаваемом перепаде давлений (Apc = Ap3) оптимальное отношение сечений /3//р* или /3//р! в струйных инжекторах с диффузорами и без диффузоров одно и то же. Однако поскольку при этих условиях достижимый коэффициент инжекции в струйных инжекторах без диффузоров меньше, чем в инжекторах с диффузорами, то и оптимальная скорость Wa на выходе из камеры смешения в инжекторах без диффузоров меньше, чем в инжекторах с диффузорами.
При сверхкритической степени расширения рабочего потока (рр/рн > 1/Пр*) основные размеры рабочего сопла, а именно входное сечение /р, критическое сечение /р*. и выходное сечение /Р1, рассчитываются по тем же формулам (2.42) — (2.45), что и в струйных компрессорах.
При докритической степени расширения рабочего потока (рр/рн < 1/Пр,) рабочие сопла устанавливаются конической формы. Выходное сечение сопла рассчитывается по формуле
/и =------(4.37)
?рПр*Рр<7р. н
Приведенная массовая скорость рабочего потока в выходном сечении рабочего сопла др. н определяется по относительному давлению в этом сечении Пр. н = P JPp-
Расход рабочего потока через сопло при докритической степени расширения определяется по формуле
Gp= Jp1Wpgp1JLfpi, ^ (4 38)
flP*
где Gp — в кг/с; рр — в Н/м2; ар*— в м/с; /Р1 — в м2.
Поскольку <7р. н = / (Пр. н), то при докритической степени расширения расход рабочего потока через сопло зависит не только от давления рр перед соплом, но и от давления рн после сопла.
Осевые размеры газоструйных инжекторов, а именно расстояние сопла от камеры смешения Ic и длина камеры смешения /к> опреде-
6* 163
ляются по тем же формулам (2.54) — (2.60), что и для газоструйных компрессоров.
В некоторых случаях представляет интерес определение расчетным путем параметров потоков в характерных сечениях газоструйных инжекторов с заданными геометрическими размерами при известных параметрах рабочего и инжектируемого потоков перед аппаратом. В первую очередь это относится к входному и выходному сечениям цилиндрической камеры смешения.
Перепад давлений инжектируемого потока на входном участке камеры смешения при сверхкритической степени расширения рабочего потока (рр/р„ > 1/Пр*) определяется по формуле
где<7рі = /р*//р1-
При докрнтической степени расширения рабочего потока приведенная массовая скорость рабочего потока в выходном сечении рабочего сопла <7р. н находится по газодинамическим таблицам по известному значению Пр. н = ри/рр.
Давление инжектируемого потока во входном сечении цилиндрической камеры смешения
На основе (2.20а) путем введения в него условия неупругости инжектируемого и смешанного потоков kH = Ac = со выводится следующая зависимость между перепадом давлений смешанного потока в диффузоре Ард и перепадом давлений инжектируемого потока на входном участке камеры смешения Арк:
Газодинамические функции ер. н и V н находятся по известному значению Пр. н = рн/рр. При рр/ря > 5 значение второго слагаемого
164
0,5&рєр*Пр<. ——
Ря
(4.39)
При докритической степени расширения рабочего потока
(4.40)
Pi = Ри — Дрк.
(4.41)
1 + U
(4.42)
YJdLiLV-?-. (4.43)
\ U J V H
в знаменателе правой части уравнения (4.42) во много раз меньше значения первого слагаемого. Без большой погрешности можно вторым слагаемым пренебречь. При этом уравнение (4.42) принимает вид
А/?д___ґА+jl
Ърк
Давление смешанного потока в выходном сечении камеры смешения
P3 = Pc-Ард. (4.44)
Экспериментальное исследование характеристик газоструйных инжекторов [75] подтверждает надежность рекомендуемых расчетных уравнений.
Пример 4.1. Заданы параметры рабочего и инжектируемого воздуха перед газоструйным инжектором: Pp= 1 МПа; Tp- 400 К; Pu — 0,1 МПа; Th = = 300 К; * = 1,4; R= 287 Дж/(кг-К); Пр. н — Рн/Pp = 0,1. Коэффициент ннжекцнн и = 8. Определить ,достижимый перепад давлений Apc.
Решение. По заданию Пр. & = 0,1. Определяем по газодинамическим таблицам kp. н = 1,7; 8р. н S= 0,193; д9. н = 0,519.
Определяем отношения VcIVp н V JVр по (4.11) и (4.12). Поскольку давление рс заранее не известно, принимаем предварительно рс = рн.
По (2.29) Tc= (400+ 8-300)/9= 312 К-
