Струйные аппараты - Соколов Е.Я.
ISBN 5-283-00079-6
Скачать (прямая ссылка):
где Pp — плотность рабочего потока перед соплом.
Приведенная массовая скорость (Jp1 рабочего потока в выходном сечении сопла находится по газодинамическим таблицам или графику (см. приложения 3—6) по известному при расчете относительному
давлению ПР1 = Pp1IPp рабочего потока в этом сечении. Обычно при-
нимают Pp1- Pa.
Входное сечение сопла^/р обычно определяется по скорости в подводящем трубопроводе:
f =-??-. (2.45)
Klp
Расчет поперечного сечения камеры смешения производится исходя из условий, определяющих оптимальный режим работы струйного компрессора, т. е. по найденным оптимальным ЯН2 (<?н2) и Vs (<?с3)-
Отношение выходного сечения камеры смешения к критическому сечению рабочего сопла /У/p* определяется следующим образом. Выходное сечение камеры смешения
/з = /с*/<?сз> (2-46)
где /с* — критическое сечение сжатого потока; qc3 — оптимальная приведенная массовая скорость сжатого потока в сечении 3-3.
По аналогии с (2.426) критическое сечение сжатого потока
с_____Qc°c» _ (1 ~Ь ц) Qpac» /2
* АсПс,Рс *сПс.Рс
Подставив в (2.46) значение /с* из (2.47) и значение Gp из (2.43), получим
f» ________ ^p Пр* Pp Qe* (1 + ц)
7р* kc Пс„ рс ар* <7са
3 Заказ M 2613 66
(2.48а)
В частном случае при kp = kn = k и Rp = Rw
f* __ Pp (l -H и Ve ) 486)
/р* РсйсЗ
На рис. 2.4 приведена графическая зависимость fJfpif от и V® >
pjp HS pjpn.
В бездиффузорных струйных компрессорах отношение выходного сечения камеры смешения к критическому сечению рабочего сопла определяется по формуле
/з _ Пр* Pp ас* (1 и) ^2 48в)
f Р* Рз йр* 1®сЗ
При kp = kn = k и Rp = Rb
h Pp 1 +и Ve
Рз шсЗ
(2.48г)
Значение (осз = 9сз/ГТсз определяется по газодинамическим таблицам по известному из расчета достижимых параметров значению Xca. При цилиндрической камере смешения входное и выходное сечения одинаковы, т. е. /2 = /3. Независимо от этого размер входного сечения камеры смешения можно определить как сумму сечений рабочего и инжектируемого потоков в сечении 2-2:
ft — /р2+^н2- (2.49)
Г При расчетном режиме даботы компрессора давление рабочего потока в сечении 2-2 принимается равным давлению инжектируемой среды в приемной камере компрессора
Рр2 = Ppi = Ph-
Давление инжектируемой среды в сечении 2-2 рН2 = ПН2рн, где Пн2 — оптимальное относительное давление инжектируемой среды
в сечении 2-2.
По аналогии с (2.426) критическое сечение инжектируемого потока f = - а**л— =. ц°ра!1*_ . (2.50)
* *„IW„ ^„П„*рн v 1
Площадь, занимаемая инжектируемым потоком во входном сечении камеры смешения 2-2,
/н2 = /н*/<7н2> (2.51)
где <7н2 — оптимальная приведенная массовая скорость инжектируемого потока в сечении 2-2.
Значение qn 2 известно из расчета достижимых параметров компрессора (§ 2.2 и 2.4) или находится по газодинамическим таблицам по известным значениям Пна или Xn2.
66
Аналогично находятся выходное сечение рабочего сопла и равная ему площадь, занимаемая рабочим потоком во входном сечении камеры смешения 2-2:
/р2= /pi = fpjQp. н» (2.52)
где др. н — приведенная массовая скорость рабочего потока в выходном сечении сопла.
Значение qp. н находится по газодинамическим таблицам по известному Пр. „ = р Jpp.
Из совместного решения уравнений (2.49) — (2.52) и (2.42), находим
fs _____ 1 і kp Пр„ рр
fp* Яр- н Пн* рн flp* Яп2
Первое слагаемое
1 _ fpi _ fpi .
Яр- H fp* fp*
второе слагаемое
^p ' Пр* Pp Он« и _____________ /н2
(2.53а)
*н Пн* Рн ар* 9н2 fp*
При цилиндрической камере В частном случае при kp = k смешения ІУ/р* н = k и Rp = Rn
h . 1 , Pp и Ve
fp* При Tp = Th и kp = kH Яр- H I Рн 9н2
Чш .. 1 I Pp м
fp* Яр- I н Рн Qн2
(2.536)
(2.53в)
Сечениями /р,,., /р*, /2 и /3 определяются все основные поперечные размеры струйного компрессора.
2.5.2. Осевые размеры компрессора
На рис. 2.10 показана схема дозвуковой свободной струи в безграничном пространстве и в поле скоростей для нескольких ее сечений. В выходном сечении рабочего сопла струя имеет равномерное поле скоростей. При течении через пространство, заполненное средой с теми же физическими свойствами, что и у струи, в результате турбулентного перемешивания сред происходит увлечение струей частиц жидкости или газа из этого пространства. Частицы рабочей струи, вытекающей из сопла, вместе с частицами увеличенной (инжектируемой) среды образуют турбулентный слой смешения, толщина которого растет в направлении течения.
3* 67
Начальный участок
Основной участок
Полюс
Рис. 2.10. Схема свободной струи
С внешней стороны пограничный слой свободной струи, текущей в безграничном пространстве, соприкасается со средой, скорость которой равна нулю. С внутренней стороны пограничный слой переходит в ядро постоянных скоростей, осевая скорость которого равна скорости истечения рабочего потока из сопла. По мере удаления от сопла сечение ядра постоянной скорости уменьшается. На некотором расстоянии от сопла ядро постоянной скорости исчезает.
На последующем участке струи расширение внешних границ струи сопровождается падением скорости на ее оси. Сечение струи, в котором сечение ядра постоянной скорости делается равным нулю, называется переходным. Струю можно условно разделить на два участка: начальный и основной. Участок струи между выходным сечением сопла и переходным сечением струи называется начальным. Последующий участок струи за переходным сечением называется основным.
