Струйные аппараты - Соколов Е.Я.
ISBN 5-283-00079-6
Скачать (прямая ссылка):
Коэффициент инжекции (смешения) при этом остается постоянным.
196
При увеличении сопротивления местной отопительной установки снижается расход воды Vc в отопительной установке, повышается перепад давлений в отопительной установке Apc и снижается коэффициент инжекции (смешения) и.
5.4. Кавитационные режимы струйных насосов
В определенных условиях в струйном насосе, работающем на капельной жидкости, может возникнуть кавитационный режим, когда статическое давление на каком-либо участке проточной части аппарата снижается до давления насыщения текущей жидкости.
Возникновение таких режимов наиболее вероятно на участках с наиболее высокой температурой теплоносителя и наиболее низким статическим давлением. Такими участками в струйных насосах (элеваторах), широко используемых в системах теплоснабжения, являются выходной участок рабочего сопла и входной участок камеры смешения.
Кавитация в струйных насосах сопровождается режимами так называемого предельного расхода среды, характерными тем, что снижение давления за участком кавитации не сопровождается увеличением расхода; при этом внешние возмущения после участка кавитации не передаются через этот участок. Это обстоятельство свидетельствует о том, что скорость среды на участках кавитации равна местной скорости звука.
Кавитационный режим сопла. На рис. 5.16 показана зависимость массового расхода воды через сопло Gp от давления рн в приемной
камере струйного насоса. Давление перед соплом постоянно (рр =
= const).
При отсутствии кавитации давление в выходном сечении сопла равно давлению р„ в гіриемной камере. При таком режиме уменьшение давления рн в приемной камере струйного насоса приводит к увеличению перепада давлений App в
сопле, что, как видно из (5.38),
приводит к увеличению расхода воды Gp через сопло. Зависимость Ph-Pp.* расхода воды Gp через сопло от давления р„ изображена на рис. 5.16 Ри-Ррк квадратичной Параболой abd.
Если при температуре рабочей воды tv и некотором давлении в приемной камере рн = Pp. кв выходном сечении сопла возникает кавитационный режим, то при дальнейшем снижении давления в приемной камере, т. е. при давлении в приемной РйС 5 16 3авйСИМОСТЬ
расхода
камере рн рр. к, давление в вы- воды через сопло от давления в ходном сечении сопла не изменится и приемной камере струйного иасоса
і а Да к a BamautLL онныа.
режим Рн )Рр
Кавитационный режим р„<Рр.к H
197
останется постоянным, равным рр. к = const; постоянным останется также расход воды через сопло Gp. к = const. Этот режим показан на рис. 5.16 вертикальной прямой Ьс. При другой, более низкой температуре рабочей среды перед соплом tp </р кавитационный режим наступит при более низком давлении в приемной камере р„ = рр.к < < Рр. к- Предельный расход воды через сопло в этом режиме будет более высоким: GP.K >GP. к-
Проведенные исследования показывают, что кавитационное давление рр. к в выходном сечении сопла может быть определено по эмпирической формуле [58а];
= i—g-gp »Л > Iil , (5.44)
Pp Pp V Pp J Pp
где рр. в — давление насыщенного пара при температуре воды перед соплом tp\ а — опытный коэффициент, зависящий от формы и длины сопла. С увеличением длины сопла коэффициент а возрастает. Для предварительных расчетов можно принимать а = 0,3 4-0,4.
Неравенство в правой части (5.44) показывает, что кавитационное давление в выходном сечении сопла рр. к не может быть меньше давления в приемной камере рн. Поэтому, если по (5.44) получается Рр. к<рн, следует принять рр. к = рн- Кавитация в сопле может иметь место только при рр. к > рн- Скорость истечения паровой фазы из сопла, м/с, при кавитационном режиме
Wn — д/kpp. kVu , (5.45)
где рр. к — давление в выходном сечении сопла при кавитационном режиме, Па; оп — удельный объем сухого насыщенного пара при давлении рр. к, м3/кг; k — показатель адиабаты перегретого пара (для водяного пара k = 1,3).
Использование в (5.45) показателя адиабаты перегретого, а не сухого насыщенного пара объясняется тем, что при обычном адиабатном расширении пара в сопле состояние сухого насыщенного пара в критическом сечении сопла может быть получено только в том случае, когда перед соплом пар находился в перегретом состоянии.- Поскольку в данном случае используются те же расчетные зависимости для определения критической скорости, показатель адиабаты должен относиться к состоянию пара на участке его докритического расшире-* ния, т. е. к перегретому пару.
Скорость водяной фазы в выходном сечении сопла, м/с,
Wb = Cp1 V2 (Pp'—Pp к)Ув , (5.46)
где (P1 — коэффициент скорости для водяной фазы, при кавитационном режиме Ip1 = 0,97 -=-0,99; vB — удельный объем воды при температуре /р. к, соответствующей давлению насыщения водяного пара рр. к, м3/кг,
198
Энергетический баланс потока на участке солла между его входным и выходным сечениями может быть записан в виде уравнения
XWiL П — х) WiL
hp = xh„ ~f- (I —X) К ------1------------> (5.47 а)
Р ' ' 2000 2000 '
где hp, hn, /їв — энтальпии воды перед соплом, пара и воды в выходном сечении сопла, кДж/кг; х — паросодержание потока в выходном сечении сопла.
