Струйные аппараты - Соколов Е.Я.
ISBN 5-283-00079-6
Скачать (прямая ссылка):
Струйный насос при и = О развивает максимальный относительный перепад давлений, определяемый по формуле
&Х--«-?[**-<*-*¦T-]- ^
Уравнение характеристики струйных насосов без диффузоров имеет следующий вид:
X J!c_ Ja_(1 + W)2l (5Л1)
vP fa J
где Ара = рз—рн; рз — давление в выходном сечении камеры смешения аппарата.
Как видно из (5.5) — (5.11), характеристики струйных насосов, так же как и характеристики струйных компрессоров, эжекторов
и инжекторов, зависят от отношения основных сечений проточной
части аппарата, а не от абсолютных размеров этих сечений.
Определяющим геометрическим параметром струйных насосов является fjfpi — отношение площади сечения камеры смешения К выходному сечению рабочего сопла.
174
Струйные насосы, имеющие различные абсолютные размеры, но одинаковое отношение сечений /3//Р1, подобны, т. е. имеют одинаковые характеристики, если только число Ие'рабочей жидкости, вытекающей из сопла, находится'в одной и той же автомодельной области. При малом отношении /8//р х струйные насосы являются высоконапорными. Они создают большой относительный перепад давлений ApJApv, но не могут развивать больших коэффициентов инжекции.
При увеличении отношения /3//Р1 снижается относительный перепад давлений ApJApv, развиваемый насосом, но растет коэффициент инжекции и.
Аналогично струйным компрессорам совершенство струйных насосов может определяться по значению КПД. В применении к струйным насосам выражение (1.48) для КПД струйного аппарата имеет следующий вид:
При КПД, равном единице, и заданном значении относительного перепада давлений коэффициент инжекции струйного насоса
При КПД, равном единице, и заданном коэффициенте инжекции относительный перепад давлений
При заданном относительном перепаде давлений КПД струйного насоса может быть также определен по формуле
где и — действительный коэффициент инжекции; и' — коэффициент инжекции, подсчитанный по (5.13).
5.2. Определение достижимых параметров и оптимального отношения сечений /з/fp, струйных насосов
Зависимости для расчета достижимых параметров и оптимального отношения сечений струйных насосов могут быть выведены на основе уравнения характеристики этих аппаратов.
При заданном значении App = (рр—рн) и заданном коэффициенте инжекции и оптимальное отношение сечений /У/рі соответствует максимальному значению перепада давлений Apc или Ap3, развиваемого струйным насосом.
(5.13)
(ApJ Арру— 1/(1 -f- и).
(5.14)
т\ = и!и',
(5.15)
175
На основании (5.5а) из условия dApJd (JvlIf3) = 0 находится оптимальное отношение сечений для струйных насосов с диффузорами:
0C Z1 I 2 1 \ t»H
(U ~
(2-Фз)-
(1 + и)^
(щ—
V Ф 4 J V,
-пи*
где
h
fpi
(5.16)
(5.17)
При выводе уравнения (5.16) при проведении дифференцирования отношение fjf„2 принято для упрощения за постоянную величину, так как в области f3lfPl > 4 отношение fJfH2 изменяется значительно медленнее, чем /3/fP1. Так, при изменении fjfpl от 4 до 20, т. е. в 5 рай, отношение f3/fH2 изменяется от 1,33 до 1,05, т. е. в 1,26 раза.
Как видно из (5.16), оптимальное отношение сечений струйного насоса (fJfР1)0пт не зависит от коэффициента скорости рабочего сопла фь но, как видно из (5.5а), достижимый относительный перепад давлений ApJApp прямо пропорционален квадрату коэффициента скорости рабочего сопла ср^.
Так как при расчете (fjfpl)0m по уравнению (5.16) значение п заранее He известно, то им предварительно задаются, а затем уточняют по найденному значению f3/fpi.
Значения п, соответствующие оптимальным размерам аппарата, приведены на рис. 5.2.
Зависимость (fJfPl) опт и ft от и приведена нижег
............. о 1 2 з 4 б 6
............. 1.11 3,8 7,25 11,6 16,9 23,2 30,3
.............. 10 1,36 1,16 1,09 1,07 1,04 1,03
и . .
QJfрі)опт П • •
10
66,4
1,02
Можно также вывести зависимость для однозначного определения (fJfPl)om, в которую значение п He входит.
Такая зависимость, полученная путем совместного решения уравнений (5.16) и (5.17), имеет следующий вид:
fpi /опт
¦ b + л/b2 — Aac
2 а
,(5.18)
Рнс. 5.2. Зависимость Дрс/Арр, fjfpl, п, г] от коэффициента инжекции струйного насоса
176
где а = <р2; 6= —Г«р2+(2—фз) — (1+и)2—
L Vn
'р
При имеющих обычно место одинаковых удельных объемах взаимодействующих потоков (vP = % = Vc) и рекомендованных выше
Ниже, а также на рис. 5.2 приведена зависимость (/У/рі)опт и п от расчетного коэффициента инжекции для вышеуказанных условий.
Уравнения (5.16) и (5.18) показывают, что при постоянных коэффициентах скорости оптимальное отношение сечений (/У/рі)опт зависит только от расчетного коэффициента инжекции струйного насоса. С увеличением и растет 0У/рі)опг. Минимальное значение (f3/fp і)опт соответствует U = 0.
При расчетных коэффициентах инжекции и = 1 -4-4 оптимальное значение (/3/fP1)onr можно приближенно определить по формуле
При подстановке (J3Ifp1) опт в уравнение характеристики насоса
(5.5) находят достижимый перепад давлений Apc насоса.
