Струйные аппараты - Соколов Е.Я.
ISBN 5-283-00079-6
Скачать (прямая ссылка):
По сближению характеристик с расчетной зависимостью, построенной по (2.21) (штриховая кривая), могут быть определены оптимальные режимные параметры газоструйного аппарата заданных геометрических размеров.
Как видно из рис. 2.13, в области повышенных степеней сжатия рJpw характеристика газоструйных компрессоров проходит ниже кривой достижимых коэффициентов инжекции; при снижении степени сжатия характеристика аппарата приближается к кривой достижимых коэффициентов инжекции; при дальнейшем снижении степени сжатия характеристика отклоняется вниз от кривой достижимых коэффициентов инжекции и затем переходит в вертикальную прямую.
На последнем участке газоструйный компрессор работает на предельном режиме; при этом режиме понижение степени сжатия не приводит к росту коэффициентов инжекции.
Причины возникновения предельных режимов и методы расчета этих режимов описаны ниже.
Сравнение характеристик пароструйных компрессоров с зависимостью для достижимых коэффициентов инжекции показывает, что зависимость между оптимальными режимными параметрами pjpn = = f (и), построенная по (2.21), является огибающей для всех характеристик [69, 70, 74]. Такой характер взаимного расположения кривой достижимых коэффициентов инжекции и характеристик является типичным для всех равнофазных струйных аппаратов.
Перейдем к выводу уравнения характеристики газоструйных компрессоров с цилиндрической камерой смешения. Как и при выводе выражения (2.15), исходным в данном случае является уравнение импульсов. Принципиальное различие заключается в том, что при выводе уравнения (2.15) безотносительно к размерам аппарата находились условия, определяющие достижимый коэффициент инжекции, и уже применительно к последним определялись основные геометрические размеры аппарата. Уравнение же характеристики включает в себя основные геометрические параметры струйного аппарата, т. е. это уравнение описывает работу струйного аппарата с заданными геометрическими размерами.
Приняв те же допущения, что и при выводе уравнения (2.2), можно с помощью газодинамических функций выразить статические давления в характерных сечениях струйного аппарата через давления потоков перед аппаратом и после него, равные практически давлениям торможения:
Рр2 — ПргРр, Рн2 — Пна/^нї Рз — Псз/^с-74
(2.63)
Из совместного решения (2.2) — (2.5), (2.14), (2.43) и (2.63) выводится уравнение характеристики газоструйного компрессора:
В том случае, когда струйный аппарат работает при переменном давлении рн, а давления рр и рс поддерживаются постоянными, уравнение характеристики (2.64а) удобнее использовать в следующих модификациях:
При kp = kH = k и Rp = Rs это уравнение принимает следующий вид:
Уравнения (2.64) — (2.65) являются универсальными. Они могут быть применены для построения характеристики любого равнофазного струйного аппарата с цилиндрической камерой смешения. При введении в эти уравнения дополнительных условий из них выводятся частные уравнения характеристик, действительные для определенных групп .аппаратов. Для получения уравнения характеристики газоструйных аппаратов с рабочими соплами конической, а не расширяющейся формы надо принять в этих уравнениях /Р2 = /р* и ПР2 =IIp*.
Для построения характеристики необходимо знать два основных геометрических параметра аппарата: отношение сечений fpilfp# и /У/р* и внешние параметры двух потоков: рабочего и инжектируемого (Pp, Vp и ра, vH или рр, Tp и р„, Tli) или рабочего и сжатого (рр, Vp и рс, vc или рр, Гр и рс, Tc).
Следует иметь в виду, что для цилиндрической камеры смешения При Принятом выше упрощающем предположении, ЧТО /Р2 = fpi,
(2.65а)
Рн___________j Jrr Pc /з rr fр2 /р*
— = — Hc3---------------------------------Ilp2 --------------------- X
Pp 1ХН2 I Pp IН2 /Н2 фз /Н2
X [^jAp2 -(- K2U Xh2 — (I -f- и ¦yjQ) Асз] j • (2.656)
75
W
f ____f f _________f f . fui fni fa— fpi ________________________ fa і.
I H2 I 3!---1 P2 I 3—I PI. —----------— —------—-----------------------’---I'
I p2 I pi I pi I pi
fpi ______ fpi . /на _______________ fa — fpi ___________ і fpi .
f Р» fp»
Расчет характеристики заключается в нахождении неизвестных внешних параметров (рс, Vc или рв, vH) для ряда значений коэффициента инжекции струйного аппарата. Задача решается следующим образом. Задаются предварительно ожидаемым давлением (рс или рв) при данном коэффициенте инжекции и или и У©. Определяют значения приведенной массовой скорости рабочего, инжектируемого и сжатого потоков (<7р2, <?Н2. <?сз) ВО входном и выходном сечениях цилиндрической камеры смешения. По найденным значениям газодинамических функций <7р2, <?н2. <7сз находят по газодинамическим таблицам или графикам функции Ap2, Янг» Ясз, ПР2. Пн2. IIc8.
Подставляют найденные значения функций в уравнения характеристики и находят искомое значение рс/р„, рн/рр или pjpc при данном коэффициенте инжекции и или и V0 . Если найденное таким образом значение рс или рИ не совпадает с предварительно принятым, то задаются новым значением искомого давления рс или рв, уточняют значения функций дп2 или 9с з и затем определяют новое, более точное значение искомого параметра.
