Струйные аппараты - Соколов Е.Я.
ISBN 5-283-00079-6
Скачать (прямая ссылка):
Решение:
а) определяем достижимый коэффициент инжекции /Сбі = 0,925; Кбз = = 0,9. При Ппн= 2/1100 = 1/550 по таблицам находим Х.р.и = 2,91; ^р.и = = 0,01756.
Задаемся значением Х.Сз = 1,0, при этом fc« = 1,0; TIc3 = 0,579.
Ill
По (3.246) определяем
2 0,579
1,5-
1
(ипр)а —
10 1,0
1100 0,01756
1 — 1,5
0,579
•1,2 = 0,101.
Определяем а по (3.236):
?Н2 = -------------
1100 1,0 0,101 0,83
2(1 + 0,101-0,83)-
2 0,579
1
= 0,570.
10 1,0 1100 0,01756
По газодинамическим таблицам определяем соответствующие значёиия Хнї = = 0,375; Яна = 0,928.
По (3.216) определяем
10
— 2 + 0,5 (2 — 1) 0,928
Хбз = 1
1
/ 2 \0,5
(—0.928)
1100
1,13 0,0579-1,0-0.01756-2 = 1 + 0,345 = 1,345;
10
0,928
K6i=I +
2 — 0,5 (2 — 1)
1
1
/ 2 \0.5
(—0,928)
1,13 0,579-1,0 0,57-2 1 + 6,28 = 7,28.
По (3.206) определяем
0,925 2,91 — 1,345-1,0
7,28-1,0 — 0,9-0,375
1,2 — 0,232 > (^пр)з*
Аналогичные расчеты проведем при значениях Xc3 <1. Результаты расчетов приведены в табл. 3.4, из которой видно, что максимальный коэффициент инжекции, равный 0,411, имеет место при Xc3 = 0,55 и соответствующем значении <fc3 = 0,77;
б) рассчитываем основные размеры:
/=Pi//?* = 1/?рн = 1/0,01756 = 57.
По (3.256)
-?2-(1+ н Ve)-
— = —-+- ы-у о;—— fp* Рз twCS
в) рассчитываем характеристику:
1,1 (1+ 0,41-0,83)-: --j - *= 163;
0,01
0,905
fvJh = 57/163 = 0,35; fJh = ? - (JpJh) = 2 - 0,35 = 1,65
112
Таблица 3.5 (к примеру 3.5). Расчет характеристики рс— f (и) газострубиого ежектора без диффузора для следующих условий:
Pp = 1,1 МПа; Pa = 2 кПа; f3/fp* ~ 163; fpilfp* = 57; P = 2
3 о S- * о Q Ps предварительное, кПа Газодннаывческне функцнк «1 E К CO CX < E CO о. в п* а. 'Ъ. а
^aa ^на пвг ®СЗ *4:3
0 455 10,96 0 0 1,0 0,616 0,375 10,96 6,76
0,20 443 10,48 0,28 0,175 0,985 0,752 0,458 10,48 7,88 0,411
0,41 434 10,0 0,699 0,482 0,882 0,905 0,545 10,0 9,08
По (3.266) для расчетного коэффициента инжекции « = 0,411; Пт = 0,882;
Xgg = 0,482; Xcs = 0,545
=?--------------------------------------(о,35 + 0,882- 1,6бГ 1 —
Ря 1 + 0,5 (2 — 1) (-І-)0'5 (0,882)0,5 1 L
— 0,5(2 — 1) ——] + 1,13 °’579'550 [2,69 + 0,9 0,411 ¦ 0,830-0,4в2 —
1,65 J 163
— (1 + 0,411 -0,830) • 0,545]| = 0,825 { 0,35 + 0,882-1,150 +
+ 2,21 [2,69 + 0,148 — 0,733]} =0,825-6,07=5,0.
Аналогично определены р3/рн при и = 0; 0,2. Результаты расчета приведены в табл. 3.5, а также изображены на рис. 3.2.
3.4. Расчет предельного коэффициента инжекции
Для того чтобы определить предельный коэффициент инжекции, примем условно следующую схему процесса, не учитывающую взаимного перемешивания потоков на начальном участке камеры смешения и допускающую на этом участке существование в рабочей струе при больших сверхзвуковых скоростях статического давления, отличного от давления в инжектируемой среде [3, 9, 76].
При давлении инжектируемой среды ря меньшем, чем давление рР1 в выходном сечении рабочего сопла, струя рабочего пара продолжает расширяться за пределами сопла до давления р„, увеличивая свое сечение от Zp1 до /р„. Условно принимаем, что это сечение рабочего потока, определяемое по (2.446), не изменяется вплоть до сечения fs = (Jtf3 конфузорной части камеры смешения, в которой эжектируе-мый поток достигает критической скорости.
ИЗ
Предельный коэффициент инжекции при этом условии может быть определен по уравнению, аналогичному (2.80а):
Ґ fs______1__\ ke Пн* Upt _____________
V fp* Яря *
Unp
Ip*
-tP* _______
Я рн J &р Hp* Pp
= (fi----------L_\*a_ _?и_ t 27a)
V fp# 9рн ) fop ^p* ^a* Pp
или при kp = kv и Rp = Ra
UnpVe=P-T------------—' (3-276)
Гр* <7рн
Газодинамическая функция qpB находится по известному перепаду давлений рабочего потока #Ри.
При давлении инжектируемой среды рв, равном или большем, чем давление в выходном сечении рабочего сопла, условно принимаем, что струя рабочего пара сохраняет сечение /Р1, равное выходному сечению рабочего сопла, вплоть до сечения fs конфузорной части камеры смешения, в которой эжектируемый поток достигает критической скорости.
Предельный коэффициент инжекции при этом условии может быть определен по уравнению
__ ( fs fpi \ Pn kn Иц
kn TI ]
J Pp Kp "р*
При kp~kn и Rp
ЫпрЛ/0=(_^---------Ь*Л -PiL = Л -Ь-(3.286)
' fp* fp* 'Pp \ fp* fp* / Pp
Принятая схема предельного режима носит условный характер, но она, как показывают приведенные в § 3.7 результаты экспериментального исследования, позволяет получить расчетные характеристики, близкие к опытным. Можно показать, что при ри>ряі и постоянных температурах рабочей и инжектируемой сред (Tp = const и Т, = const) сохраняется практически неизменным объемный коэффициент инжекции Mo, равный отношению объемных расходов инжектируемой и рабочей сред:
U0 =ил (3.29) .
V р ^р^р ^p
где Vp и ин — удельные объемы рабочей и инжектируемой сред в заторможенном состоянии.
