Струйные аппараты - Соколов Е.Я.
ISBN 5-283-00079-6
Скачать (прямая ссылка):
10.1. Экспериментальный стенд, методика проведения испытаний
В смешивающем струйном подогревателе в отличие от рассмотренного в предыдущей главе пароводяного инжектора рабочей средой является вода, а инжектируемой — пар, который при конденсации нагревает воду. Конденсация пара на струе воды протекает весьма интенсивно. Как следует из теоретических [2] и экспериментальных [38] исследований, коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к струе воды, отнесенный к поверхности цилиндрической струи, имеет порядок 10е кДж/(м2-с-°С).
В отличие от рассмотренных выше типов струйных аппаратов процессы, протекающие в струйном подогревателе, могут быть описаны и проанализированы пока лишь с качественной стороны. Теоретические исследования струйных подогревателей немногочисленны [54]. Произвести количественный расчет тепловых и гидравлических характеристик струйного подогревателя, учитывающий и конструкта,вные размеры аппарата, и режим его работы, пока не представляется возможным. В связи с этим в настоящей главе мы более подробно остановимся на результатах экспериментальных исследований струйных подогревателей, так как опытные данные являются пока единственным материалом, позволяющим проектировать эти аппа±_
308
зго і. юоо
т
выход води
Рис. 10.1. Общий вид струйного подогревателя:
і — опорная плита; 2 — сальник; S — подвижной отвод; 4— гайна для перемещения сопла; 5 — ходовой виит; 6 — приемная камера; 7 — центрирующее кольцо; S — сопло; “ - нонфузор; 10— диффузор; 11 —
сменная камера смешения
309
раты и учитывать их действительные характеристики при переменных режимах.
Общий вид испытывавшегося во ВТИ струйного подогревателя приведен на рис. 10.1. Конструкция подогревателя допускала возможность осевого перемещения рабочего сопла во время работы, а также смену рабочих сопл и камер смешения.
Экспериментальное исследование производилось по следующей методике. В начале каждой серии опытов экспериментально устанавливалось наивыгоднейшее расстояние рабочего сопла от начала камеры смешения, т. е. расстояние, при котором в струйном подогревателе при заданной скорости истечения воды из сопла, заданном давлении пара в приемной камере и постоянной температуре входящей воды достигался минимальный недогрев воды до температуры насы-щения греющего пара (при этом в подавляющем большинстве случаев в струйном подогревателе достигалось и максимальное восстановление давления Apc = рс—ря). Все дальнейшие опыты проводились * при этом оптимальном положении сопла. Давление в приемной-камере во всех опытах, за исключением серии опытов, проведенных для . исследования влияния давления пара на работу подогревателя, под- I держивалось неизменным, равным 0,22 МПа. Опыты проводились при скоростях истечения воды из сопла 5, 10, 15, 20 и 25 м/с. Диапазон J расходов воды лежал в пределах 3—30 т/ч (при разных соплах).
После того как был установлен заданный режим, постепенно уве- ; личивалось давление рс после струйного подогревателя до предельного давления, после которого наступал срью работы подогревателя. J Срыв выражался в том, что приемная камера подогревателя начинала заполняться водой, доступ пара к струе воды прекращался и давление в приемной камере начинало резко увеличиваться (давление в паропроводе было 1,9 МПа). Для восстановления нормальной работы ] подогревателя открывался вентиль после диффузора, сопротивление | линии после аппарата уменьшалось и скопившаяся в приемной ка- j мере вода удалялась в дренаж.
Повышение давления после аппарата производилось, начиная с давления 0,125 МПа и до максимального, при котором подогреватель мог длительно работать без срыва. Измерялись: расход воды через сопло, температура воды до подогревателя и после него, температура пара, давление воды перед соплом, давление пара в приемной камере, давление по длине проточной части подогревателя, давление после диффузора.
Было проведено экспериментальное исследование внешних тепловых и гидравлических характеристик струйного подогревателя. Исследование внутренних характеристик, т. е. замеры температуры и давления внутри струи, не производилось. Детальное исследование внутренних характеристик струйных подогревателей было проведено ранее во ВТИ Н. Г. Морозовым.
10.2. Влияние конструктивных факторов
10.2.1. Форма рабочего сопла
Для исследования влияния формы рабочего сопла на работу струйного подогревателя были сопоставлены характеристики струйного подогревателя с соплами различных форм (рис. 10.2). Все прочие условия опытов были одинаковыми.
Диаметр камеры смешения был равен 20 мм, давление пара 0,22 МПа; температура прступающей воды 2—4 0C. Опыты проводились при скоростях истечения воды из сопла в диапазоне 5—25 м/с. Значения коэффициентов скорости для сопл 1—3 составляли 0,98— 0,99, для сопла 4 0,86—0,89. При всех скоростях истечения для всех сопл изменялось расстояние выходного сечения сопла от камеры смешения от минимального значения Ic = 20 -г-40 мм до максимального значения, при котором аппарат еще работал устойчиво, т. е. не наблюдались резкие колебания давления пара в приемной камере подогревателя.
