Струйные аппараты - Соколов Е.Я.
ISBN 5-283-00079-6
Скачать (прямая ссылка):
Определяем расход воды через сопло при кавитационном режиме. Скорость водяной фазы в выходном сечении сопла по (5.46)
шв = 0,97-V2 (700 — 0,518 • 700) • 10s- 0,00108 = 26,2 м/с. Скорость пара в выходном сечении сопла по (5.45)
а>п = У 1.3-363000 0,511 = 491 м/с. Паросодержание потока в выходном сечении сопла по (5.476)
632,3 — 588,5
4912
2734 - 588,5 + —
= 0,0193.
Здесь и далее все давления абсолютные.
201
Рис. 5.18. Определение кавитационного коэффициента инжекции и, и* = / (*c)
Массовая скорость рабочего потока в выходном сечении сопла при кавитационном режиме по (5.48)
26,2
0,9807 0,00108 + 0,0193 п 511 491 ’
16 527 кг/(с-м2).
Расход рабочего потока через сопло при кавитационном режиме по (5.49) Gp.к = 16 527-0,0000785 = 1,3 кг/с (4,7 т/ч).
Расход рабочего потока через сопло при отсутствии кавитации по (5.30)
Gp = 0,95-0,0000785
V
2(700 — 300) -І03
0,0011 = 2 кг/с (7,2 т/ч).
Как видио из полученных результатов, из-за кавитации расход рабочей воды через сопло снизился в Gp/Gp. к= 1,54 раза.
Пример 5.6. Основной геометрический параметр струйного насоса fa/fpi = = 6,25. Параметры рабочей воды перед насосом: рр= 1100 кПа; tp = 150 °С; t»p =0,0011 м3/кг. Параметры инжектируемой воды: рв = 500 кПа; ta — = 130 °С; Op= он = 0,00107 м3/кг. Проверить возможность возникновения кавитационных режимов и построить характеристику Дрс = f (и) струйного насоса. В рабочем сопле кавитационный режим возникнуть не может, так как при tр = 150 °С рр.н = 476 кПа <ра = 500 кПа.
Проверим возможность возникновения кавитационного режима на входном участке камеры смешения. Для этого зададимся рядом значений коэффициента инжекции и, для каждого нз них по (5.50) найдем среднюю температуру смешанного потока tc, затем определим давление кипения воды р* при каждой температуре tc.
T а б л и ц а 5.2. Результаты расчета кавитациоииых коэффициентов инжекции
и 'с P*• кПа и 'с Р*’ кПа
0 150 476 1,02 2 137 332 2,76
0,5 143 393 2,18 3 135 313 2,90
1 140 361 2,5 4 134 304 3,0
202
По найденным р* и заданным Дрр =
= 600 кПа, рн = 500 кПа и /3//р 1 = 6,25 найдем по формуле (5.51а) кавитационные коэффициенты и*. Кавитационный режим на входном участке камеры смешения возникает при и = и*.
В табл. 5.2 пиведены результаты расчета.
По результатам расчета построен график и, и*= f (tc) (рис. 5.18).
Как видно из этого графика, кавитационный режим во входном сечении камеры смешения возникнет при tc = 135,2 0C, когда и =
=Uie= 2,95. Характеристику струйного насоса Apc = f (и) строим по (5.56). При и = 2,95 в насосе возникает кавитационный режим. Снижение создаваемого перепада давлений Apc ие приводит к увеличению коэффициента инжекции. Характеристика Apc = f (и) струйного насоса приведена на рис. 5.19.
Результаты экспериментального исследования струйных насосов представлены в [66, 71, 76].
Рис. 5.19. Характеристика струйного насоса Apc= f (и)
ГЛАВА ШЕСТАЯ
СТРУЙНЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ПНЕВМОТРАНСПОРТА
6.1. Особенности расчета
К этой группе относятся струйные аппараты, в которых в качестве рабочей среды используется упругая среда — газ, а инжектируемой средой является неупругая среда — сыпучее твердое тело или жидкость. Такие аппараты применяются для пневмотранспорта, перекачки воды из резервуаров и колодцев и других целей.
На рис. 6.1 показана принципиальная схема струйного аппарата для пневмотранспорта. В приемную камеру 2 аппарата через воронку поступает сыпучий материал. Струя воздуха, выходящая с большой скоростью из рабочего сопла 1, увлекает за собой сыпучий материал и передает.ему часть своей кинетической энергии. Смесь воздуха и сыпучего материала поступает в камеру смешения 3, где происходит выравнивание поля скоростей движущегося-потока и частичное повышение давления. Затем эта смесь поступает в диффузор 4, где происходит дальнейшее повышение давления движущегося потока.
Из диффузора поток под некоторым избыточным давлением Apc = = р"—рн поступает в трубопровод для дальнейшего транспорта.
203
Рис. 6.1. Схема струйного аппарата для пневмотранспорта
На рис. 6.2 показана принципиальная схема газоводяного инжектора. Струя воздуха, выходящая с большой скоростью из рабочего сопла 1 в приемную камеру 2, подсасывает по трубопроводу 5 воду из колодца 6 и передает ей часть своей кинетической энергии. Смесь воздуха и воды поступает в камеру смешения 3, затем в диффузор 4. На выходе из диффузора смесь имеет некоторое избыточное давление Арс— рс— ра, под действием которого она может транспортироваться по нагнетательной линии 7 после струйного аппарата.
Твердый материал или жидкость может поступать в приемную камеру струйного аппарата без примеси газа или в смеси с воздухом или газом. Если в качестве инжектируемой среды в приемную камеру струйного аппарата поступает твердый материал или жидкость без примеси газа, а также в тех случаях, когда инжектируемой средой является смесь газа с твердым телом или жидкостью, но степень сжатия, создаваемая аппаратом, мала (pjpn < 1,2 4-1,4), для расчета таких разнофазных струйных аппаратов принципиально применимы расчетные уравнения, относящиеся к расчету газоструйных инжекторов с большой степенью расширения рабочего потока и малой степенью сжатия инжектируемого потока (см. гл. 4), так как эти уравнения получены для несжимаемой среды. При этом предполагается, что в движущемся потоке, состоящем из газа и твердого тела или жидкости, твердая или жидкая фаза равномерно распределена в объеме газовой фазы и скорости твердой (жидкой) и газовой фаз одинаковы по сечению.
