Струйные аппараты - Соколов Е.Я.
ISBN 5-283-00079-6
Скачать (прямая ссылка):
На практике для получения максимального давления после инжектора при имеющих место в струйных аппаратах неизбежных потерях на удар и на трение производилась тщательная доводка проточной части инжектора эмпирическим путем.
* В действительности рабочий пар расширяется до более низкого давления, соответствующего температуре его конденсации.
2.5 2,0
1.5 1,0 0,5
I ж/кг А
I /I '1- пограничная линия 2,3 -usaffapu ZO „ BK
г/ г Л -насыщенный пар, K1 р= 19,э мпа Б-8ода,Р‘20Ша
/ в L К- критическая точка ’ -точка касания Iлинии идеально-
2 j — 1 го смещения с и aoffapaa 85 МПа —линия обрати-
1 2 3 4 S S $, кДж/кг
279
Рис. 9.2. Конструкция пароводяного инжектора, предназначенного для подачи
питательной воды в котел
В последнее время в связи с разработкой магнитогидродинамического способа получения электроэнергии, а также тепловых циклов с новыми рабочими телами усилился интерес к применению в этих установках инжекторов в качестве струйных конденсаторов и насосов. Появились многочисленные исследования этих аппаратов, направленные на повышение их КПД путем снижения потерь в элементах проточной части инжектора, изучения условий их запуска и т. д. Многие из этих работ обобщены в [3, 30]. Достаточно сложные конструкции промышленных инжекторов подробно описаны в [4, 50]. Во всех конструкциях подвод инжектируемой воды осуществляется через узкую кольцевую щель, окружающую рабочее сопло, с тем чтобы вода поступала в камеру смешения с большой скоростью, направленной параллельно скорости рабочего пара, поступающего из расположенного на оси инжектора центрального сопла Лаваля. Камера смешения имеет, как правило, коническую форму (рис. 9.2). При проведении исследований пароводяных инжекторов во ВТИ не ставилась задача
280
разработки оптимальной формы проточной части. Ёыла разработана методика расчета пароводяного инжектора простейшей формы (с цилиндрической камерой смешения) и были сопоставлены результаты расчета по этой методике с результатами экспериментального исследования такого инжектора (рис. 9.3). Ниже приведены результаты этого исследования.
9.2. Вывод основных урввнений и расчетное исследование режимов работы инжектора
Процесс в инжекторе с цилиндрической камерой смешения (CM. рис. 9.3) можно схематически представить следующим образом. Струя рабочего пара, выходящая из сопла, расположенного на некотором расстоянии от цилиндрической камеры смешения, при достаточной разности температур пара и воды конденсируется в инжектируемой воде до поступления в камеру смешения, повышая температуру инжектируемой воды до tc и сообщая ей определенную скорость. Это представление хорошо согласуется с опубликованными в [29, 30] теоретическими и экспериментальными исследованиями конденсации струи пара в пространстве, заполненном жидкостью.
При поступлении воды в камеру смешения ограниченного сечения скорость воды возрастает, а давление ее соответственно снижается от Pa до Pz- Если р2 больше давления насыщенного пара при температуре 4, то в камере смешения движется жидкость и процесс в камере смешения и диффузоре аналогичен процессу в водоструйном насосе. В этом случае в камере смешения происходит повышение давления Дб P3 за счет выравнивания профиля скоростей, имеющего в начале камеры смешения значительную неравномерность. Затем в диффузоре давление воды повышается до рс. При этом режимные или конструктивные факторы оказывают на характеристику пароводяного инжектора такое же влияние, как и на характеристику водоструйного иасоса.
Существенные отличия наступают при малых коэффициентах инжекции. При снижении расхода инжектируемой воды и неизменном расходе рабочего пара температура воды повышается до величины, соответствующей температуре насыщения при давлении в камере смешения, и наступает срыв работы инжектора из-за недостатка воды для конденсации всего поступающего рабочего пара. Этот режим определяет минимальный коэффициент инжекции иинн.
При увеличении коэффициента инжекции, когда расход инжектируемой воды в результате снижения противодавления увеличивается, температура воды в камере смешения падает. Одновременно из-за увеличения скорости воды в камере смешения снижается давление воды. При увеличении расхода инжектируемой воды до определенной величины давление р2 во входном сечении камеры смешения понижается до давления насыщения при температуре нагретой воды 4-Последующее снижение противодавления не приводит к увеличению
281
расхода ёоды, так как дальнейшее падение давления в камере смешения невозможно и, следовательно, не может увеличиться перепад давлений ра—р2» определяющий расход инжектируемой воды. Понижение противодавления в этом случае приводит лишь к вскипанию воды в камере смешения. Этот режим аналогичен кавитационному режиму водоструйного насоса. Вскипание воды в камере смешения обусловливает, таким образом, максимальный (предельный) коэффициент инжекции «макс- Следует отметить, что именно этот режим является рабочим для питательных инжекторов. Он позволяет объяснить обнаруженную из опытов независимость производительности инжектора от противодавления при работе на кавитационном режиме.
