Струйные аппараты - Соколов Е.Я.
ISBN 5-283-00079-6
Скачать (прямая ссылка):
4.3. Характеристики газоструйного инжектора
Уравнения характеристик газоструйных инжекторов могут быть получены из уравнений характеристик струйных компрессоров, (2.64) — (2.68), если принять:
на основе зависимостей (1.10) и (4.3)
аи* — Л / feP + 1 а / PhOh . Ac« _ . I ftp + I / PcOc .
Яр* V ftp V PpOp ’ Яр* V ftp V PpOp ’
на основе зависимостей (2.66), (4.7) и (4.8)
яи2=?на=-^±-VmvFo
2 V риОр Ы
Xcs = ^cs VMVFTT л/** JjMl +«*);
2 V : PcOp /з
на основе зависимостей (4.4), (4.5) и (4.7)
Пи2 — 1 " ?н2, Псз = 1' <7сЗ-
После соответствующих преобразований выводятся уравнения характеристик газоструйных инжекторов. Вид уравнения характеристики зависит от степени расширения рабочего потока и типа аппарата (с диффузором или без диффузора).
Для аппаратов с диффузорами при сверхкритической степени расширения рабочего потока (рР/ри > 1/Пр*) уравнение характеристики имеет следующий вид:
) ~ + фіфг^і + (<Раф4 — 0,5) s X / /р*
1+«)21, (4.9)
> о — fp* Pp г (ц
Pb h Ри L
„ °н 1р* H2
Op и
Ри
Pl
Pp ' Ip*
-L-0,5) S -?-!
фа / Vp j
где г — &рПр*; S= kp ^ Пр. ~ fepHp.Sp, — rsp*.
Значения г из приведены в табл. 4.1.
При расчете характеристики по уравнению (4.9) удельный объем сжатой среды ис заранее неизвестен, поэтому им предварительно за-
151
Таблица 4.1. Значении коэффициентов г и s
Среда J Г S
Воздух 1.4 0,740 0.470
Перегретый водяной пар 1.3 0,710 0,447
Сухой насыщенный водяной пар 1.13 0.654 0,403
даются или принимают равным vB, а затем уточняют по найденному значению рс по формуле
Vc — RcT J рс> (4.10)
где Rc — газовая постоянная смешанного потока, определяемая .по формуле (2.276).
При одинаковых газовых постоянных и теплоемкостях рабочего и инжектируемого потоков, т. е. при4 Rp = Rb и Cp = св, температура Tc находится по (2.29), а отношения vjvp и vjvр определяются по формулам
0C __ Pp Tc .
0P Pc Tp
Ри _ Pp Tvl
(4.11)
(4.12)
0P Pb Tp
В частном случае, когда давление в выходном сечении рабочего сопла равно давлению инжектируемого потока в приемной камере,
Ppl = ри> Прі - - Пр. н = рн/Ppj ^p1 = Яр. H и уравнение характеристики принимает вид -
ДРс и Tl Pp f]
— Kpllpj.---------------
Ри I
°и fp* ,,2_________О ( ^ П гЛ 0C f]
Mb* —-—р- [фіфгЯр. и + Єр* (Ф2Ф4—0,5) X
Ри Ри 7*
Op fvu
«2-Sp* (J------0,5) Ss. Jzl (I + „)«1, (4.13)
VfI J Op u J
где /и 2 — /з—/рі-
На основе результатов лабораторных и промышленных испытаний газоструйных инжекторов могут быть рекомендованы для предварительного расчета этих аппаратов такие же коэффициенты скорости, как и для струйных компрессоров, а именно: ф! = 0,95; ф2 = 0,975; фз = 0,9; ф4 = 0,925. Эти коэффициенты скорости получены на основе испытания аппаратов с гладкой поверхностью проточной части, при минимальных размерах диаметра рабочего сопла dp# >5 мм, при правильной их сборке, т. е. отсутствии перекосов.
Для условий докритической степени расширения рабочего потока, когда рр!ри < 1/Пр„ уравнение характеристики газоструйного инжектора выводится из уравнения (4.9) путем замены fp* равнознач-
152
ным значением <7р. н/рі, что дает после соответствующих преобразований
= ЛрПр* -Bi- JsL gl и Гф1 ф2 Jsjl + 8р. (фаф4^-0,5) -?*- «2-
Ри Pvl 13 L Qp. н 0P /и2
-Ч*(—+ (4.14)
V <р* / Op /s J
Значение газодинамических функций рабочего потока (Яр. Яр. н) в выходном сечении рабочего сопла находится по известному значению относительного давления
Пр. н = ПрХ = рн/Pp •
Уравнения характеристики газоструйных инжекторов без диффузоров имеют следующий вид. При степени расширения рабочего потока больше критической (рр/рн > 1/Пр*)
ДРэ _ Pp fp* IYn __ Pb \ fPl
Tfnpl---^5-)-^^+фіф2''^Р1+(ф2(Р4-0,5) S X
Рн Ph h LV Pp / fp*
X—-&-us~s-^--fe-(l+u)*]. (4.15)
Op /н2 Op fg J
При степени расширения рабочего потока меньше критической (рр/ря ^ 1/Пр.)
= ЛрПр, JeL ? н ГФіФї+ 8р, (ср2ф4—0,5) X
Рн Ps Is L Qp. ft
X — «2-*р* JEL(1 + uf], (4.16)
up /Н2 Op Il J
где Ap3 = р3—Рн или р3 = рн + Ap3. ...
Значение ис в формулах (4.15) — (4.16) представляет собой удельный объем заторможенной сжатой среды при давлении торможения рс, которое заранее неизвестно. Поэтому, как и при расчете инжекторов с диффузорами, величиной Vc предварительно задаются или принимают ис = Vh, а затем уточняют по формуле (4.10).
Давление торможения рс определяется по формулам:
при сверхкритической степени расширения рабочего потока рр/ри > 1/Пр*
р==-?-[і+д/1+25і7“?7^"|'<1+“),]; (417а)
при докритической степени расширения рабочего потока
*--?- [*+V1+2s^r 1X4' ¦0+а)' ] ¦ (4Л76)
Как видно из уравнений (4.9) — (4.16), при заданных параметрах рабочего и инжектируемого потоков перед аппаратом (рР, иР, ри, %)
153
Характеристика струйного инжектора, так же как и характеристика струйного компрессора, зависит от следующих геометрических параметров аппарата:
при сверхкритической степени расширения рабочего потока (рр/ри > 1/Пр*) — от отношения сечений fjfp*. и fpi/fp*;
