Струйные аппараты - Соколов Е.Я.
ISBN 5-283-00079-6
Скачать (прямая ссылка):
Расчет считается законченным, если расхождение между предварительно принятым и полученным значениями рс/рн не превосходит ±3 %.
Формулы для расчета приведенной массовой скорости рабочего дР2 И инжектируемого <?Н2 потоков во входном сечении цилиндрической камеры смешения и сжатого потока дсз в выходном сечении цилиндрической камеры смешения выводятся на основе уравнений (1.29) и (1.30):
fn* __ Ьр Пр* Pp Дн« fp« у
fn a kB Пн, Pb Яр* fu2
(2.66а)
дсз = Пр*- -gg. -fa- -Ь*- (1 -f и),
fa kc П„ Pc ар» fa
При kp = kB = k к Rp = Rb
qn==Js.Js^u^/%\ *, = -?е.-?й-(і+«УЄ),
Pb і м2 Pc Ia
(2.666)
ние экспериментальной и расчетной характеристик струйного компрес-
Рис. 2.14. Сопоставле- ^,МЛа
,1
Ц5 1р 1,5
и
Как видно из графика на рис. 1.2, каждому значению функции q соответствуют два значения А: одно из них — в докритической области (А, Cl), другое — в сверхкритической (к >1). Только значению <7=1 соответствует одно значение-А, = 1. Поэтому при определении по значению Ap2 значения qP2 надо знать, в какой области находится скорость потока в данном сечении — в докритической или сверхкритической.
В струйных компрессорах, как правило, степень расширения рабочего потока в сопле Ppl рп > 1/Пр* и Ap2 > 1. Поэтому отсчет значения Ap2 по данному значению qP2 производится по правой ветви кривой q = f {А) (см. рис. 1.2). Приведенные скорости инжектируемого потока во входном сечении цилиндрической камеры смешения Ah 2 и сжатого потока в выходном сечении камеры смешения Ac3 всегда меньше единицы. Поэтому отсчет значений Ah2 по qn 2 и Ac 3 по qC3 производится по левой ветви кривой q = f (А) (см. рис. 1.2).
Уравнения (2.64), (2.65) показывают, что характеристика газоструйного аппарата зависит не от его абсолютных геометрических размеров, а от отношения сечений /3//Р* и /рі//р*. Отношения сечений Ufp.,. и fр Jfрявляются геометрическими параметрами подобия газоструйных аппаратов. Аппараты, имеющие различные абсолютные размеры, но одинаковое отношение сечений, имеют при работе на одних и тех же средах одинаковые характеристики pjp„ = / (и, Pplра) или P JPc = f (и, рс Ipc) при условии, что струи, вытекающие из сопл этих аппаратов, находятся в одной и той же автомодельной области числа Re. Это обстоятельство значительно облегчает проведение экспериментальных исследований струйных аппаратов и испытание опытных образцов. Вместо испытаний натурных промышленных аппаратов можно проводить испытание подобных им моделей небольших размеров.
Многочисленные экспериментальные исследования показывают, что уравнения (2.64), (2.65) весьма точно описывают работу газоструйных аппаратов. Для иллюстрации на рис. 2.14 приведено сопоставление расчетной характеристики пароструйного компрессора с экс-
77
периментальными данными. Компрессор имел следующие основные размеры: da = 59,5 мм; dpi = dp* = 21,6 мм; fJfpif = 7,6; fp Jfpitl = I. Параметры рабочего пара перед компрессором: рр = 0,8 МПа; tp = = 210 0C.
Опыты проводились при следующих значениях давления инжектируемого пара перед аппаратом: р„ = 0,12; 0,15; 0,2 и 0,25 МПа. сплошными линиями нанесены характеристики компрессора, рассчитанные по уравнению (2.64). Крестиками показаны опытные точки.
Уравнение (2.64) устанавливает зависимость между коэффициентом инжекции и степенью сжатия для пологого участка характеристики струйного компрессора (кривые 1 на рис. 2.14).
В пределах этого участка увеличение степени сжатия pjpa приводит к уменьшению коэффициента инжекции. При некотором значении степени сжатия коэффициент инжекции становится равным нулю. В этой точке характеристика пересекает ось ординат. Дальнейшее повышение степени сжатия приводит уже к отрицательным коэффициентам инжекции, т. е. часть рабочего потока поступает из приемной камеры в линию инжектируемой среды.
При уменьшении степени сжатия коэффициент инжекции аппарата увеличивается, но лишь до определенного предела ипр. При дальнейшем снижении степени сжатия струйный аппарат переходит на предельный режим (линия 2 на рис. 2.14). При работе на предельном режиме коэффициент инжекции газоструйного компрессора остается постоянным (и = иПр). При этом режиме аппарат развивает максимальную производительность для данных начальных параметров рабочего и инжектируемого (или сжатого) потоков. Методика определения Unp приводится ниже.'
Если в уравнениях (2.64) и (2.65) вместо рс подставить pjПсз и принять фз = 1, то получатся уравнения характеристики газоструйного компрессора без диффузора. После соответствующих преобразований эти уравнения приводятся к следующему виду:
Рн
Bi- Jsl. +:пН2Jfi-.+ Мір* I?- -Bp-ГK61^ + K6,и х
Рн із Із 1з Ри L
XW-(l+u)
(2.67а)
Pb
Pp
где Кб1 = Ф1Ф2 и Кб2 = ФгФ4-
В частном случае при kp = kH и Rp = Rn
P-L = Пр2 -В2- Jel + nh2 Jil+ш* Jk_-Er. х
Pb Ph /з із із Ph
X [/СбАрг-*- K6J-MiU д/O —(1 и) -\/0~ Яс3]; (2.676)
78
Pp ЇЇН2 V Pp f Н2 / Н2 / Н2
X [Лбі Ар2 -f- Лб2^Н2И д/® -О “Ь U д/® ) Ac3]) . (2.686)
При - расчете характеристик без диффузор ных струйных компрессоров по уравнениям (2.67), (2.68) газодинамические функции Ap2
