Характеристики СА (Раздаточные материалы)

3.1, Теоретический внндмз возможных режнмои работы ЖГСА Назовем идеальным СА такой, у которого в выходном сечении КС образуется стационарная однородная механически н термодинамически равновесная по всему сеченввз двухфазная смесь н отсугствунзт потери подлетела~ленин от взаимодействия потока со стенкой. В зтом случае в уравнениях зжекцни, ориведенных в 2,2, имеем "=) "~. =)~ дгь, =дг„=' )ужз =)угнался =)угз =)уюе г~ =) т,, „=О.

Отметйм, что харжтеристикл реального СА могут при6ллжаться к характеристикам идеального аппарата, но никогда не лостигакй' их. Нспользуя (2,30) — ~2.33) и пренебрегая влнянпем снл поверхностного натяжения (а = О), запинзем уравнения зжекции для идеального дВухфазного Сдс ЗЛ, тооюепочаокия анаааз аоамеваих вежинов ааботм ЖГсА 63 (1 — г)(Д-1)(1+о)Рг, М,, но = ", .

по' я созб (1-б)р 1., ' а, рж ра Рго = — +Сру~ Г~~ +9а~ го -С~ у~)о =('го+ —. 2 рго На основании теорем термодинамики необратимых процессов (см. 2.5) проведем анализ возможных режимов работы идеального ЖГСА (С= О; 9„, =9„, =О) с цилиндрической(8 =1) н конической 4< 1) КС 188, 89, 97). Считаем„что ЖГСА расположен горизонтально (л, =Ь„О, =9О') и б =О, Эти допущения используоотся в дальнейшем и прн расчете характеристик реальных ЖГСА, Параметры состоянля и скорость смеси в выходном сечении КС можно определить из уравнений зжекци~ (3.1)-(3.3) при известных входных параметрах и геометрии СА. В результате решения уравненлй зжекцин получаем два значения скорости смеси в выходном речении КС, причем меньшее значение 1"", соответствует дозвуковому, а большее К*, — сверхзвуковому режлму течения однородной равновесной двухфазной смеси.

Отметим, что сверхзвуковыаьи звуковые режимы течения смеси в выходном сечении КС возникакот при дозвуковых скоростях течения газа и жидкости на входе в пес из-за резкого падения скорости звука в двухфазной смеси при равномерном перемешивании потока. Известно (84, 185- 1331, что скорость звука в равновесной гвзожидкостной смеси равна о =1+ (зависимости изменения ас от К и Рг будут приведены в 3.2.2), (3 8) (3.9) + С )и зЛ * '1 Тс 1+Х ' Т,,„'. Проанализируем возможные режимы работы водовоздушного СА с цилиндрической КС и коническими соплами.

На рис. 3.1, 3.2 приведены расчетные зависимости удельного опронзводства энтропии П5 и ее состадиой части ИБ,„а также давления Р от коэффициента эжекцин К для рассматриваемого ЖГСА, в котором Т;., =Т', «см. рис. 3.1) и Т,.', >Т,'., (см. рис. 32). Величины с двумя цйрихамн соответствуют дозвуковому режиму течения смеси в выходном сечении КС, а с одним штрнхом - сверхзвуковому режиму И Глава 3. ж встав.нцо а а1вуяныа ааяяж«пк' Согласно (2.79), (2.83), (2.85), (2.87), (2.88), (2.90), (2,9 1), урюк пения для определения удельного производепа энтропии н ее составляющих для идеального ЖГСА имеют вид ЖГ(:А 3.1. Т озонное анаанз виновата ззо аа 6.4 о о оо оо Рно, ЗЛ. Разуаьтазы рвачей дна аодоаоаауанаао СА (а 3; (( (; Ра, озо кйа; уж~ = Т~ =28О ~) аоа(л. Ренан ЗО2 айа(Ф (ОО айа(й, Оз( аПа (о) 2Оо айаИ з.) .

теооетнчееаня ананнз еозмоннын хоеннмое воноотм л(ГсА 67 течения. При построении этих зависимостей в уравнениях эжекции (3.1) — (33) при постоянных значениях Р„;,, Р'„,Тн,, Т;., изменяли скорость газа Р„, (или Х „= Р г, / а„„где а, — критйческая скорость) на входе в КС, что прйводило к йзменейию коэффициента эжекцни К. При других значениях полных давлений и температур газа и жидкости на входе в ЖГСА, а также геометрического параметра а зависимости аналогичны приведенным, На основанлн анализа представленных на этих рисунках зависимостей выявлены следующие характерные особенности изменения удельных производств энтропии П5,'.

н П5,", связанных с выравниванием скоростей движения смешивающихся потоков, от величины коэффициента эжекции К: !) с уменьшением полного давления эжектируемого газа Р;, точка слияния кривых П5„' и П5,", соответствующая равенству нулю подкоренного выражения уравнения (3.1), перемещается нз области отрицательных значений П5 (см.

Рис. 3.1, а, 3.2, а, 6) в область положительных П5 (см. рис. 3,1, н, г„3.2, н, г), проходя при этом через нуль (см. рис. 3.1, 6)„. 2) кривая П5„'. с уменыиением Р,', пересекаетось абсцисс(точка К,', на рис. 3.1, б — г и 3,2, н, г) и уходит в область положительных значений Л5, а кривая Л5„' с этого момента теряет с осью абсцисс общую точку К„' и полностью располагается в области положительных значений П5. Соотношения (2.80), (2.93) позволяют вьщелнть диапазон значений К, в котором возможно существование режимов течения смеси, соответствующих двум корням )'равнения эжекцни, или в котором ни один из этих режимов не может осуществиться. Если точка слияния кривых П5,' н П5„' находится выше оси абсйисс, то в диапазоне от нуля до К;. (см.

рис, 3.1, н, г, 3.2, н, г) осуществляются дозвуковые режимы течения смеси, так как при К «К,' только пля этих режимов выполшпотся соотношения (2.80), (2.93). При К ~ К', возможна реализация сверхзвуковых режимов течения смеси. Для случая равенства температур газа и жидкости Т;э = Т', на входе в КС сверхзвуковые режимы течения удовлетворяют соотношениям (2.80) и (2.93) в лостаточно узком диапазоне К„' — К„(см.

рис. 3.1, н, г), а прн Т,, > Т„;, — в диапазоне К,',. — К (см. рис. 3.2, в, г)„где К вЂ” максимально возможный коэффициент эжекции, при котором йодкорениое выражение в уравнении (3.1) становится равным нулю. Расширение диапазона значений К в случае Т,"., >Т„.;, связано с ростом улельного производства энтропии П5' из-за тепло- и массообмена между струями (см. 2.5). Критический режим работы ЖГСА должен реализоваться в указанном диа- имнжэд жчеояйкой' кэыикехээпь(эо ',"у иди ",у иэшчнэн 'у идп', (и с) «Ы .с7 ~К о' оехэнэавд хэАехэхэахооэ уд„(Ж вкх; -о9вд Йннжэд лиомээьнхидм (нончиэвэдц 'и,(= '-',у > 'э,(иохв иди: Ыгс) :ээн аи эйокле вн нзэнэ вмохои олоеоМ.

-Аевоы ~иннэкевй Хиомээьихвхэ ~у(е эпохе вн еохнэнонном цинэкаа$"- химээьнхвхэ оахэнэевд кэхэкикошче 'вевноед охоньнхэвь Хиижэд 4е -ончквьвн нэпкнйиэхэихооэ ' "„у иипмэжс эхнэнпиффаом идд 'ээн бн эпохие и д)( е эпохе вн иикинэмевй' инимээьнхвхо,': й~юн впинввд эптчнэи иэх * ',у и "у эжик9 нэь ",у нэшчеоо ом," -чйомоэн " Я иипмэжа элнэипиффвом идн кэхОИЙЯлээзпХэо 1чжнжэ~,' жчннви охь "нэх кэхэкнжщо ох(. ээн е жоха вн аохнэноииом кинж -евм хэшФФпиеэдп омчкомоэн 'д)( еи энохне ен иинэкевй' номоэьйь:, -вхэ идн кэхаХвнквэд иннжэд эимээьнхидм охь 'ховачввмоп '(~'ф' ив) ончквхнэиидэнжк жннэьХеоп 'уды ихэвь цоньоходн эниее':,.

оп кинэкеае оломээьихвхэ кииэкэпэдҐэвд 'э у = '~,~ < '~,~ нохв ийн."; кл) :ээн ви эпоиче вн иээиэ еФ -окоп олоеомйкиЬаэ <нннэкаее Хномээьехахэ д)( а жоха ан аохиэн, -опиом циҐэкеви химээьихвхэ оехэнэеед хэйпэхэехооэ ",у инпмэж4:" эхнэнпнффаом иди нхоовд Аиижэд йжомээьнхнд)( уд„)у олонэед;: -идхвноэвд квп ээн ви эпочоче и "~~( е амока ен еомохоп цинэееай) кнмээьехвхо кенэеавхэопоэ иинааонэо вн хнкэввче онжон инпмэмж( аохнэнпиффвом вкеедэхни идх ээе охь 'онмне ~ ( и ( ( эид вн 'еоэиэ цонээеоневд имээьинвмэи и имээьиивнимоФ: -дэх .)е иенэьээ нонпомиа а иннваохедоо до эенэпхлпоп нинодхне:: вахэеоееиодн эхэьэвд идп эохкнедп кэхэвшлдвн э х 'эдовХффие а кэхэвпвнэвд н дц хэвее9одп кяхэ кеихэомпнж охь 'ох ощЬхмвдемаМ':, -ижэд охэнйэкэоп кк)( апвнэад охоньехэвь н циммьихидм 'цнмээьие.": -едмон:у„-Хд» нлооед виежэд хянеонэо идх кэхоншэФче эжена',: эпэ '('( е нияинэнэеиди 'еохнэиидэиот ииехахче(кэд э кэхоЬЬ!:: "внхоэ вйиквйе охомээьииеинФждэх охоннэеэеодн ихвхчЫвэд кочхнахээ~иХэд': хАхон эн ~Д )(( нходвд ниижэд эимоэьихндмон ин 'эимээьихнд(~', нн эпл '(у 'о '~.~ 'и '( ( эид но) ~у ои „'у хо веедэхни (( *.( у нипяэжс эхнэипйффвом иди кэхЫвиачинц экведэхни ионнве а инжэд цимээьихидм охь 'иэезмьо Фонем) ~~ДЯ~" 69 ед.(ж нхоф аэ айэ$ вййнй~6й ойвав ВЙ~~й~эдээ~ 'Я ~ зчлодвд еонижэд хияээьплидм эинвеоелоэнз,(э онжонвое подолом е *(зчлодвд Азчижэд Хномээьилндм Апончиэиэдн оь(звозйиэзэелооэ 'Хмьол е кэлэввжодзче ззваЬлни цзчннвв д '( ( эид вп) э 'и 'х ~ эид вн )( он ',)( ло п э 'в '(.( энд вн 'я ов ' ",я ло введэзнн (~ .

~дд я( зчлодвд нипжэд эззмоэьизидмой' кжлмкии.эмап -.(эо эвл '(~ ч '( ~ .энд вн „'у и ",у имыи) ооинэдв озчоо э „'уц иви ',уц цоеидм кинэьэээдэн нм ол ои кван ло вввдэзни (( :ввв~Ьлнн ндл вн члнкэвввд иинмэжс еолиэиннффвом ноававии цзчижонкое чээе оижон уд (Ж е экохе вн еомолоа еодзэнвйва ло нзэониэиева е 'зчоввддо пиме„( .(ч ( зчэ) эвиивев ионцииойзнв нда хзчиэ(хчконэн и пзизмэжв цинэневдА эвоене идн хзчзмнпдн 'цинэтп(нов хзчнеоиэо озинэзейЬн м лквоеидн эзчдозом 'у.-ъдЖ взлодвд взпижэд энмвл кэлоь(впквэй иин -мэжс воз.нэиниффозм энохваеив зчоы е озь 'икивдэелвои кинвеов -экоэи эзчнчивзнэнндэномв эзчннэвэеодд кинэвезэапХэо хи илэон -жозчвоеэн о зЫехэчвэхэвивб Озз» *(я'~) эинэ1понхооэ кэзэкнвои -зче эн еоннжэд эшзче хзчнэвендлвиээвд аи олонво квв' ин ' у — „"у эноавивии 8 ((6.~) '(Оцз) икинэвзонлооэ лозкдоезэвеоы,( ино омчюоз мвя мвз.