4 (1014111), страница 19

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 19)

На режимах со скачками уплотнения потери в расширяющейся части диффузора возрастают вследствие уменьшения давления торможения в скачках и отрыва по- 488 тока. Рассматриваемые режимы сопровождаются возрастанием р, и степень сжатия е продолжает снижаться. Таким образом, характеристики ступени, соответствующие условию р,/р, =сопз1, изображаются линвями, форма которых показана пунктиром на рис. 7-28 (линия ГВ7.), причем на участке ГВ нротиводавление р,) р„„, а на участке ВЕ противодавлеиие р, ( 7>,„„. Расчет характеристик о,/р, = сопз1 осуществляется с помощыб уравнений (7-34) и (7-35), если известны гео- й> азу о й> йг од Рис 7-32 Изменение коэффициента входного участка диф- фузсра в зависимости от >з»/р, и х.

метрические параметры эжектора (Г„„/Г„,, Г,/Г ) и два параметра режима (например, р,/р и х). В этом случае по формуле (7-35) определяется величина х (в предположении, что ~ — "'= М, а по уравнению (7-34).— значение р /р,. » 0' Графики распределения давлений на рис.

7-29 позволяют установить характер изменения удельного импульса 1, в зависимости от х и р /р,. На рис. 7-32 приведена такая зависимость для входной части с углом конусности 20о. Отсюда можно заключить, что при больших значениях х, отвечающих условиям заполнения свободной струей входного сечения горловины, величина $ близка к нулю. С уменьшением х возрастает давление за диффузором и во входном сечении горловины (на стенке входного участка). Повышение давления от р» до давления во входном сечении горловины (рассматриваются режимы р»/,о,=сопи!) осуществляется во входном участке диффузора. При уменьшенных и во входном сечении горловины возникают обратные токи: излишек газа, вошедшего в активную струю, выбрасывается вблизи входного сечения горловины, Часть струек при этом притормаживается и затем ускоряется в направлении, обратном движению основного потока.

Торможение и поворот отдельных струек не могут, очевидно, произойти без повышения давлсния в направлении движения основного потока. Отсюда вытекает, что независимо от формы профиля проточной части эжектора уменьшение и всегда приводит к интенсификации сжатия в начальном участке смешения, Давление в камере уэ, влияет на величину с лишь при а н~ существенных отклонениях режима от расчетного. Уменьшение давления приводит к возрастанию с . Эгот факт ну ' объясняется увеличением подсоса в струю и соответствующей интенсификацией обратных токов.

3. Режимы с переменным противодавлением при неизменном положении задвижки на линии всасывания ' (т. е. при одновременном изменении р» и р,). Очевидно, что при р,(раня такая характеристика ступени совпадает с характеристикой --= сопзй р» нчн При р,) р„, с увеличением р, коэффициент эжекции уменьшается, так как р» резко возрастает (кривая АВЕ на рис. 7-29). При этом одновременно падает н степень сжатия. Чем больше открыта задвижка на линии всасывания, тем менее интенсивным оказывается изменение степени сжатия. Все линии с =сопи! сходятся в точке а = 0 (точка Е), где давление р равно давлению внешней среды'. Область, заключенную между предельной линией и осью и, будем называть диаграммой режимов ступени. Диаграмма режимов, полученная опытным путем, показана на рис.

7-33. Следует подчеркнуть, что расчет, произведенный с помощью опытных (переменных) коэффициентов р„, гр„, с,„, удовлетворительно совпадает с данными эксперимента. ' Рассматриваемые режимы иногда называют режимами с постоянным дросселированием на линии всасывания. ' Буижуй с условао обозначена величина открытия задвижки Иа линии всасывания. ухо сих пор мы предполагалк, что давление активногб ! аза перед соплом сохраняется постоянным. По опытным данным изменение ро оказывает весьма большое влияние на эффективность ступени, так как при этом меняются расход и располагаемая энергия активного газа.

В ступени заданных размеров расход активного газа прялго пропорционален ра. Если давление за ступенью рн Рис. 7-ЗЗ. Экспериментальная дааграмма режимов ступени ажеитора. и положение задвижки на линии всасы~вания сохраняются неизменными, то с ростом р, давление в камере смешения рн уменьшается, а расход эжектируемого газа увеличивается. При достижении некоторой оптимальной величины~ ро давление рн приобретает минимальное значение.

Дальнейшее увеличение ро приводит к возрастанию рн и уменьшению расхода эжектируемого газа. Распределение давлений по диффузору позволяет объяснить влияние ро (рис. 7-34). Прн ро>р'о заметно резкое увеличение давления во входной части диффузора, которое вызывается появлением системы скачков. Поток в суживающейся части за скачками становится дозвуковым и ускоряется, приобретая критическую скорость в горловине. В расширяющейся части диффузора 44! 442 продолжается ускорение потока, заканчивающееся системой скачков.

Предельное противодавление пропорционально начальному давлению (уравнение (7-39)]. При заданном открытии задвижки и ра=сопз1 по мере увеличения ро эжектор от допредельного режима (ра>ра р) приближается к предельному (ра=ра р). Поэтому степень ежа Рис.

7-34. Распределение давления по контуру диф$уаора при различных начальных давлениях активного газа. тия возрастает, а р уменьшается. При дальнейшем увеличении ре(репр>ра) рк увеличивается, т. е. эжектор переходит на запредельный режим. Визуальные исследовануи потока в ступени эжектора отчетливо показывают, что. на всех режимах с завышенным начальным давлением (рв > р ) в расширяющейся части возникают скачки (рнс. 7-35,а).

Аналогичная картина, как мы видели, наблюдается и на режимах х =х при р с" уп . т.,качки приводят к отрыву вихреобразованию в расширяющей части диффузора (рис. 7-35,б). В ступени с малым расстоянием между соплом и диффузором (х = 0), кроме рассмотренного первого предель- Рис.

7-33. Спектры потока в ступени вжектора. а — скачок плетневая в ра«швряшыеася часта Лвффуаора; ре— у = дсу ата: ра = 0,81 авш; 6 — отрыв потова в лвффуаоре (енауялнэа- пвя погона параин нашатыря, опыты МЭНЬ ного режима (критическая скорость достигается в туыходном сечении горловины: Ха=1), может возникнуть и второй предельный режим, соответствующий критвческой скорости пассивного газа в сечении 2 (1, = 1). 7-7. ВЫБОР ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СТУПЕНИ ЭЖЕКТОРА При расчете ступени эжектора заданными, как правило, являются: параметры и расход активного газа (уу„Т„, т), параметры и расход пассивного газа (роа, ра, Т„, х) и необходимая степень сжатия а„.

Тогда по уравнениям (7-34) и (7-35) определяется основной геометрический параметр ступени ут /г (при условии 7.,= 1). Как нетрудно заме„л с тить, увеличение расчетных коэффициентов эжекции приводит к росту параметра Р. /Р... возрастание расчетных степеней сжатия — к уменыйеник) этого параметра. Перед определением Р.л/Р., необходимо рассчитать сопло. Г!ри заданных значениях рю р, р, расчет сопла элементарно производится по таблицам газодинамических функций, При этом давление в выходном сечении на расчетном режиме следует выбирать несколько ббльшим р .

Р». Для низконапорных эжекторов можно применять суживающиеся сопла. Влияние всех основных геометрических параметров эжектора, не поддающихся расчету, можно оценить по опытным данным. Различные варианты ступени сопоставляют при наивыгоднейших условиях: при оптимальном расходе эжектирующего газа (оптимальном начальном давлении) и при оптимальном расстоянии между соплом и диффузором. Сравнение исследуемых вариантов целесообразно производить по предельным характеристикам ступени а „ = = /1к ).

Характер зависимости давления в камере смешения от х пРи постоЯнном давлении Р, показывает, что Р,/Ро меняется периодически при изменении х=х/с1, (Ы, †диаме выходного сечения сопла), если поток на входе в днффузор сверхзвуковой (рис. 7-36). При больших значениях х давление р непрерывно увеличивается с ростом х (в этом случае скорость на входе в днффузор дозвуковая). Пе ио- Р дическнй характер зависимости р, от х при М, > 1 объясняется волновой структурой потока.

Если при перемещении сопла относительно диффузора на стенку входной части попадают скачки, импульс от стенки уменьшается 1снижается 1„ ) и давление в камере увеличивается. Наоборот, если на входе в диффузор расположены волны разрежения, давление в камере смешения возрастает. Изменение коэффициента эжекции при этом происходит по характеристике ступени, соответствующей постоянному давлению за диффузором Гр,/Рв = сопз1). Как показывают опыты, х,„, соответствует такое положение сопла, когда смешанная струя приблизительно вписывается в горловину диффузора; однако при этом должно быть удовлетворено основное требование: поверхность смешения активной струи должна быть достаточной для присоединения заданного количества пассигпого газа.

444 Можно приближенно рассчитать расстояние между соплом и горловиной диффузора' по эмпирической формуле Х=5Ук и затем для контроля определить диаметр струи на расстоянии х от выходного сечения сопла с)„, = 1 + 0,35х. а Б ч Рис 7-36. Зависимость давления в камере смешения ра)р, =- р„ от расстояния между соплом и диффузором х= л/ае а — м,= ь г — м = ьая; а — м,= ьаи ч — м,= = 2,1ы 5 — м,= цаа. При проектировании эжектора для заданного коэффициента эжекцни диаметр струи должен несколько превышать (примерно на 10'/,) диаметр горловины диффузора.

Представленные на рис.?-37 кривые иллюстрируют влияние основного геометрического параметра Р, /Р,, (прн Р. =сопз1). По мере увеличения Р,, (или ьг,) при прочих л ' Отрицательные значения х соответствуют такому расположеаию сопла, когда его выходное сечение находится правее входного сечения горловины. 445 ы ф А» о Ю ф н я н ф ф. ф И ф з !» ~ „ 1 6 ! й. !»!» 6 ~,й ф К Р »! А» р ф ф ф ф ф ф ф '» !!» ф ~ф ф равных условиях кривые р~ (х) снижаются. Объяснений этого факта дает анализ уравнения неразрывности (7-40). Так как на предельном режиме при оптимальной длине горловины скорость А, = 1, а следовательно, и 7, =: 1, то для ,, == 1 имеем (полагая, что р„ =р,): Г„ р„= р„—" (1+.). С увеличением расхода активного газа 6„ т.

е. отис шения Г„/Г Ал растет и ре„я (при р, и А постоянных) Следовательно, при постоянном противодавлении р, разность р, — р!„4 будет уменьшаться, пока р, не станет равным р!„. При дальнейшем увеличении отношения Г,, — р — р становится меньше нуля, т. е. аппарат пере- А 4Пр ''А ходит на запредельные режимы, что должно сопровождаться уменьшением А„и ростом р (р,=сопз1). Г "А Влияние отношения — (или М,) на величину давления ! в камере смешения можно проследить по рис. 7-37,б.

Характеристики

Список файлов книги