Струйные аппараты - Соколов Е.Я.
ISBN 5-283-00079-6
Скачать (прямая ссылка):
На основании (4.11) н (4.12)
vc ___ 10 312 _78. t>H = 10 300 = 75
Vp 1,0 400 Vp 1 400
Определяем (Ь//р«)опт по (4.20):
а = 0,95 0,975 0,519 = 0,48;
6 = _'|о,95-0,975+2-0,193 I^-J-------------0,5^-7,8-92 — (0,975 X
X 0,925 - 0,5)-7,5-82]} = -75;
-----0,б)-7,8-92 = 287;
0,519 V 0,9 )
fh\ 75 + 752 - 4-0,48-287
I fp* /опт 2-0,48
Определяем достижимый перепад давлений ApcIp11 по (4.13). Предварительно находим
fpjfs = 0,00658;
/а______ fdfp*_______________________________=101;
1 152- 1
fp* 9р. н 0,519
Jsi- _ Js*----------= 0,00658-1,01 = 0,00664;
/Н2 h і Н2
1,4-0,528-10-0,00658 [0,95-0,975-1,7 + 0,634 X
Рн
X (0,975-0,925 — 0,5)-7,5 0,00664-82 - 0,634 ----0,5^ -7,8 х
X 0,00658-92] = 0,0377;
165
Apc = 0,0375 Ph = 0,00375 МПа = 3,75 кПа;
Pc = 0,10375 МПа = 103,75 кПа.
Значение Дрс/рн можно также подсчитать непосредственно по (4.21), задавшись я = /з//н2 = IfOlt
Apc 1,4 0,95* 0,975* 1,7*
Рн 2-2,40,1
~ — 0,5^-7,8-9*- (0,975-0,925-0,5)-7,5-1,01-8* J
: 0,0377.
Пример 4.2. Определить достижимое давление сжатия и давления во входном н выходном сечениях цилиндрической камеры смешения, рассчитать все основные геометрические размеры и построить характеристику KpcIpn = f (и) газоструйного инжектора с диффузором для следующих условий: рабочая и инжектируемая среда — воздух; рр = 1 МПа; Tp = 400 К; Ph= 0,1 МПа; Ta =
,= 300 К; к = 1,4; R = 287 Дж/(кг-К); Пр. н = pJPp = 0,1; Jvp. и = 1,7;
?р- н = 0,519; 8р. „ = 0,193. Коэффициент инжекции и = 4.
Расчетная производительность инжектора Gc = 16 кг/с; Gb = Gj( 1 + и) = »= 16/(1 + 4) = 3,2 кг/с; Gs = uGp = 4-3,2 = 12,8 кг/с.
Решение. Определяем Va/Vp по (4.12):
Vg _ 10 300 =7 5
Op 1 400
Находим Tr по (2.29): Tc = (400 + 4-300)/5 = 320 К.
Находим vjvp по (4.11): поскольку рс заранее не известно, задаемся предварительно Pc = 1,1 Рн'-
Vp 1,1 400
Определяем оптимальное значение (fJfpt)опт по (4.20): а = 0,48; b = = — 25,1; с = 82,5; (/3//р*)ОПт = (25,1 + л/бЗО - 158 )/0,96 = 48.
Определяем n = fjfв» по (4.19):
П = _А_=-----------48------=
Л- 48----: ------
0,519
Определяем достижимое давление сжатия по (4.21):
Apc ..1,4 1_______________________(0,95-0,975-1,7)*______________________
[("oV ~ °'5)’7'25'5,-(°-975• 0-925-°,5) -7,5• 1,04-42J = 0,122.
Рс/Рн = 1.122;
Pc = 0,1122 МПа = 112,2 кПа.
Определяем давление инжектируемого потока во входном сечении цилиндрической камеры смешения.
По (4.39)
Арк e 0,5-1,4-0,634-0,528-7,5 4, = Q lg5;
Pb
Ph 2-2,4 0,1
0,925^-0,1 Ґ48----------—Y
V 519У
f
Рнс. 4.1. Изменение ДавЛё- >
ння вдоль проточной части _________ It .?
струйного инжектора (при- ?p (_______I____ —I—
емной камеры, камеры сме- —Ш І І
шення, диффузора)
Tf ft
в.
Ш'
Pt
= 1
Рн Ph
Pt = 0,0845 МПа = 84,5 кПа.
Определяем давление смешанного потока в выходном сечении цилиндрической камеры смешения.
По (4.43)
А-Е*. = (AV 7'25L= 1,51;
Арк V 4 J 7,5
JES_ S-.-АР«- 1,51 = 0,155-1,51 = 0,232;
Рн Ph
-^2— = —HE---------1,122 — 0,232 = 0,89; р8 = 0,089 МПа = 89 кПа.
Рн Ph
Ph
На рис. 4.7 показано изменение давления вдоль приемной камеры, камеры смешения и диффузора струйного инжектора при расчетном режиме. Определим КПД инжектора по (1-48) и (1.496).
Удельная эксергня рабочего потока
(400 — 293) ^l------+ 0,287-293 In 10 = 209,5 кДж/кг;
400 — 293
In
400
293
= 344 К-
Удельная эксергия сжатого потока
293
ес = 1 (320 — 293) Tl — + 0,287-293 In 1,122 = 10,8 кДж/кг;
\ 306 J
320 — 293
і ср. с -
In
320
293
167
= 306 к.
Удельная эксергия инжектируемого потока
293
ея = 1 (300 — 293)
296
)+0,
,287-293 In 1 =0,07 кДж/кг;
Tep. н = 300 ,2?3 = 296 К.
In
300
293
Коэффициент полезного действия инжектора
А (10,8-0,07) 209,5 —10,8
= 0,216.
Рассчитываем характеристику выбранного инжектора по формуле (4.9). При этом учитываем, что
/pi ______ /pi fp*
fp* fs
1
Р* _
fs
ID
Яр. н /з 0,519 48
р.
f
р.
и
р.
f
р.
fpjh
1
= 0,04; 1/48
/з/н2
h fs — Zpl
fs 1 - (fpllh) = 0,000452.
48 1—0,04
Результаты расчета приведены в табл. 4.2.
Для того чтобы показать влияние fJfpie на характеристику инжектора, в табл. 4.2 приведены также значения ApJps при отношениях сечений f Jfpie = 50 и 45, т. е. отличных от оптимального.
При коэффициенте инжекции и = 4 наибольший перепад давлений Арс создает инжектор с оптимальным отношением f Jfpie = 48. При этом же коэффициенте инжекции и других отношениях fJfpie, а именно при f Jfpie = 50 и f Jfvif = 45, перепад давлений, создаваемый инжектором, несколько ниже, чем при f Jfpie = 48.
Инжектор, имеющий меньшее отношение f Jfpiet например f Jfpie =
— 45, создает больший перепад давлений при малых коэффициентах инжекции (в данном случае при и = 0 -ь3,0). Наоборот, инжектор, имеющий большее отношение сечений fJfpif, например fJfpie = 50, создает, больший перепад давлений при больших коэффициентах инжекции (в данном случае при и = 5 -=-6).
