Струйные аппараты - Соколов Е.Я.
ISBN 5-283-00079-6
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 5.12 приведена полученная на основе испытаний ВТИ [45] зависимость коэффициента скорости сопла с регулирующей иглой от относительной площади выходного сечения сопла /р1. Профиль сопла и-иглы представлены на рис. 5.13. В пределах изменения /р і от 1 до 0,2 зависимость коэффициента скорости сопла от fpi может быть описана формулой
Фі — 0,7 0,2/pi.
191
(5.43)
Наличие в сопле регулирующей иглы приводит также к некоторому увеличению потерь во входном участке камеры смешения, в результате чего по данным испытаний ВТИ коэффициент скорости входного участка камеры смешения <р4 снижается с 0,925 до 0,9.
1Ha рис. 5.13 приведено сопоставление теоретических и экспериментальных характеристик элеватора с регулируемьм сечением сопла [45]. При расчете теоретических характеристик коэффициент ско-
Рис. 5.13. Сопоставление теоретических и экспериментальных характеристик элеватора с регулируемым сечением сопла: .
---------огибающая характеристик при q>i = 0,95, <р, = 0,975, <р, = 0,9, <р4 = 0,925;
-------расчетные характеристики при q>i по рис. 5.12, ф, = 0,975, <р, = 0,9, <р4 = 0,9;
1 — La = — 24 мм, /р1 = 113,1 мм*, fpl = 1, ф, = 0,9; 2 — Ls = 7,5 мм, /р1= 105,2 мм*, fpi= 0,931, <р, = 0,88; S-La = 11,5 мм, /р1 = 80,8 мм*. /р1= 0,715, <р, = 0,84; 4 — Lh = 13,5 мм, fpj= 67,8 мм*, Z1 = 0,60, фі = 0,82; S — Ls = 15,5 мм, fDi= 52,9 мм2, Грі= 0,468, <р, = 0,79; 6 г Ls = 17,5 мм, fpl = 36,5 мм*, fpi= 0,322, <р, = 0Т76; 7 -,Ls = = 18,5 мм, fpi = 27,9 м*, fpi= 0,217, (P1 = 0,75; S-Lh = 19,5 мм, fpl = 18,4 мм*, fpl = = 0,163, <р, = 0,7; 9 — Lb = 20,5 мм, fpl= 8,0 мм*, J1 = 0,071, <р, = 0,65
рости сопла ф! принимался по экспериментальным данным (рис. 5.12). Остальные коэффициенты скорости приняты следующими: <р2 = 0,975; ф8 = 0,9; ф4 = 0,9.
Результаты сопоставления теоретических и экспериментальных характеристик элеватора с регулируемым сечением сопла свидетельствуют о достаточной надежности рекомендуемых коэффициентов скорости.
Пример 5.3. Определить достижимый коэффициент инжекции, рассчитать все основные геометрические размеры и построить характеристику водоструйного иасоса с диффузором для следующих условий: Pp= 1 МПа = 1000 кПа; Ph = 200 кПа; рс = 300 кПа; Дрр = 800 кПа; Apc = 100 кПа.
192
Расчетная производительность иасоса Gc = 25 кг/с = 90 т/ч; Va == ор = = Vc= 0,001 м3/кг.
Решение: ApJhpp = 100/800= 0,125; ApJhpc = 8.
Определяем оптимальное отношение сечений /3//р1 по формуле (5.246): f J/pi = 0,88-8 = 7,04. Определяем/3//н2 по (5.17): я = /3//Н2 = 7,04/(7,04—1)= = 1,17.
Определяем достижимый коэффициент инжекции по (5.26): а= 1,19 — 0,78-1,16 = 0,28;
6 = 2-1,19 = 2,38; с = -[0,86-8-1,19]= —5,67;
—2,38+V 2,382 + 4-0,28-5,67
2-0,28
= 1,94.
Определяем расчетный массовый расход рабочего потока Gp = Gc/(1 + и) = = 25/(1 + 1,94) = 8,5 кг/с.
Расчетный массовый расход инжектируемого потока Gb =- uGp = 1,94 X Х8,5 = 16,5 кг/с. Определяем выходное сечеиие рабочего сопла по (5.30):
0,001
= 0,0002 M2 = 200 мм2.
2-800-IO3
Диаметр выходного сечения рабочего сопла ^1= 1,13 V200 = 16 мм. Сечение камеры смешения f3 = 7,04-0,0002 = 0,001408 м2 = 1408 мм2. Диаметр камеры смешения
d3 = 1,13 д/І408 = 42,4 мм.
Длина свободной струи по (2.55)
0,37+ 1,94
Ui —
4,4-0,16
16 = 53 мм.
Диаметр свободной струи иа расстоянии 53 м от выходного сечеиия рабочего сопла по (2.57)
di = 1,55-16(1 + 1,94) = 73 мм.
Поскольку диаметр камеры смешения ds = 42,4 MMCd4= 73 мм, входной участок камеры смешения должен быть выполнен в виде конического перехода от 0 73 до 0 42,4 мм. При угле раствора конического участка 90° длина входного участка камеры смешения Ic3 = (73—42,4)/2 = 16 мм.
Расстояние от выходного сечения рабочего сопла до входного сечения цилиндрической камеры смешения Ic = /с1 + /с2 = 53 + 16 = 69 мм = 1,63 d3.
Длина цилиндрической камеры смешения по (2.60)
Ik = 6-42,4 = 255 мм.
Общий вид струйного насоса с основными размерами приведен иа рнс. 5.14.
Пример 5.4. Подобрать водоструйный насос (элеватор) для присоединения отопительной установки здания к тепловой сети, определить требующийся перепад давлений в сопле, построить характеристику элеватора Apc = f (Kc) и рассмотреть режимы работы отопительной установки при изменении действую-
Рис. 5.14. Общий вид водоструйного насоса
193
щего рабочего перепада давлений в сети перед элеватором, а также при изменении сопротивления отопительной установки.
Расчетный массовый расход воды в отопительной установке Gc= 11 кг/с (39,6 т/ч) при потере давления в отопительной установке Apc= Ю ООО Па. Удельный объем воды Vp= Vh= Vc= 0,00103 м3/кг. Расчетный коэффициент инжекции водоструйного иасоса и = 2,2.
^ ^ Решение. Определяем сопротивление местной отопительной установки по
Определяем оптимальное сечение камеры смешения иасоса по (5.33а). Поскольку n = f3/fH3 заранее не известно, принимаем предварительно п— 1,1:
Подбираем по таблице серийных элеваторов иа рис. 5.8 ближайший размер № 6: d3 = 47 мм; f3 = 0,785-472 = 2205 мм® = 0,00^205 м*.
