Инжекторы (1046633)
Текст из файла
ГЛАВА 5 ПАРОЖИДКОСТНЫЕ И ПАРОГАЗОЖИДКОСТНЫЕ СТРУЙНЫЕ АППАРАТЫ (ИНЖЕКТОРЫ) 5.1. Общие сведения В ).1 дано определение ПЖСА и ПГЖСА, которые часто называхгп инжекторами. В таких аппаратах путем преобразования тепловой энергии пара в книегнческую энергию жидкой струи можно на выходе из СА создать полное давление потока, превышающее полные давления пара (парогаза) и жидкости на входе в аппарат. В !.3 приведен обзор работ, посвященных экспериментально-теоретическому исследованию инжекторов. Инжекторы (например, ПГЖСА) отличаются от эжекторов (например, ЖТПСА, описанных в гл. 4) количеством тепловой энергии ларогазового потока, которая преобразуется в аппарате в кинетическую энергию жнлкостной струи, прнходящейся на единицу расхода, Отсюда следуют некоторые конструктивные особенности инжектора, В отличие от эжектора он обязательно имеет сверхзвуковое илн звуковое Газовое (паровое) сопло н.
каь правило, коническую КС, В газовом сопле потенциальная энергия пара преОбразуется в кинетическую энергию парового потока, который со сверхзвуковой или звуковой скоростью поступает в КС и взаимодействует в ней со струей жидкости, истекающей нз соответст- ьующеГО сопла, При этОЫ скорость пара и сГО тампература на срезс а Оп:щ выще щ!Ответствующих параметров ~ид~о~~н~Й с !руи. Больнщя спноснтельная скорость смешивающихся разнофазных потоков и вьщокнй коэффициент эжекции способствукэг интенсивному 'роблению жидкостной ачруи (см. 4.4) и разгону частиц жилкой Фазы. Одновременно с этим в КС происходят интенсивные тепло- н массоооменные процессы.
Вса это приводит к перестройке струк'уРы потока с ОдновраменнОЙ конлансацней гиряевой фазы прн приближении к выходномх сечению К$ пор Жоако»ь 274 Главк ъ. Варожнзкоствме о оавогазожилкос п1мо ПА !виже!»орм) Ва начальном участке КС сразу за срезом сопл начинается распыление жидкостной струи с проникновением капель жилкостн в поток пара. 0лновременно происходит процесс интенсивной конденсации пара на струе жидкости и образовавшихся каплях. Турбулентное персмешивание струй способствует быстрому формированию твухфазного потока с капельной структурой. К концу КС, когда больцгая часть пара конденсируется.
Двухфазный поток приобре!Зег пенную или пузырьковую структуру 113-), 136(. В гаком потоке скорость распрос!ранения малых возмущений резко снижается и течение смеси становится сверхзвук!»выы, В скачке уплотнения, )!асио:юженном в го)»Повии«КС илн диффузорс, п)ъоисхолит Окончательная конденсация пара и образуется однородный жидкосы!ой пот!ж (если вместо пара в инжектор поступает парогаз, то )а ска !ком уплотнения рсьц)нзуется пузырьковый) режим тс"!ения смеси). В диффузоре инжектора кинетическая»нергия образовавш!.Гося пОтОка г!ереходит В потенциальнуих ускоренне жидкостного потока паровым с конденсацией последнего может привести к тому, что давление торможения «ъоразуз«!шейся Смеси пр«высит давя«ние тОрмОжения пбтОкОВ пз)ъз и жнлкости из Вход«в аппарат.
Таким образом, в инжекторе происходят сложные процессы обмена количеством движения. а также тепло- и массообмен, сопровожж!О е, дающиеся фазовыми переходами. пог 1-'": —," "- ---...— По конструктивному нсполненикь инжекго)ъы ОЫВВЪОт с (о) центральным подводом пара (рис. 5.1, а) и с центральным подводом жидкое)н (рис. 5.1, О). ЭксИЕРВ!МЕНТЗЛЬНО ИСС;ЫДОВЗЛИ НН- (в) жекторы с распределенным и Вво. з.). схем! вижектор!ъв многостз'п«нчатьм! подво'1Ом жидкости в паровой поток 1)йб )цб~ Инжектор с центральным подводом пара имеет при прочих равных условиях наибольший КПД парового сопла, Вто может быть определяю!цим фактором в выборе конструкции инжектора при его работе иа паре с низкой начальной степенью сухости плн небольшим входным давлением. Центральный подвод пара может оказаться более эффективным и прн больших подачах рабочей жидкости.
Инжектор с центральным подводом жидкой ф;жы и периферийных! паровьж! соплом позволяет лучше организовать п)ъоцессы в КС н снпз1тгь в пей потери. Кроме т!»г!ъ, при этом уменьшаются 5:. 'Гармодннамннасаня аннана вола)ожных ражнмоа работы Пжол потери в жидкостном сопле, что особенно важно при высоких давлениях жидкости на входе в инжектор, ко~да зазоры для прохода жидкости становятся небольшимн. 5.2. З ермодииамический анализ возможных режимов работы парожндкостного струйного аппарата Проанализируем возможные режимы работы ПЖСА аналогично тому, как это бьшо сделано в 3.1 и 4.1 для ЖГСЛ н ЖГПСЛ. „Зля простоты воспользуемся уравнениями эжекции (3.1) — (3.3).
При анализе удельное производство энтропии и ее составляющие будем определять сш ласно соотношениям, прнвеленным в 2.5. При рассчете ПЖСА считаем, что поступающий в нем! паровой посек состоит из 99,9 а4 (мас.) воляного пара и 0,1 а4 (мас.) воздуха. кьпорый содержался в воле н перешел в пар в процессе ее испарения. На основании этого в расчетах ПЖСА принимаем ))т, =0,999, На рис. 5.2, а приведены расчетные зависимости ряда параметров от коэффициента эжекцин Х лля случая полной конденсации );ара в КС (С вЂ” 9 . -0,999) пароводяно) о СА. Здесь Р,,Т., — магическое давление и температура смеси на выходе из КС при реа:)изации кри.п)ческого режима работы СА; Ра — давление насыщенных паров воды при температуре Т'.,; Р„:х -- давление изоэнтропичсского торможения потока за скачком уплотнения, расположенным в выходном сечении КС; 1.,„— приведенная скорость наро. )азоного пото~а на срезе сопла; П5,', — удельное произволе~~о тплропии из-за выравнивания скоростей движения компонентов при реализации критического режима работы СА (см.
25). Удельные пртоизвбдства энтропии П5', П5',П5,"., необходимые для определения возможных режимов работы ПЖСА. при всех значениях К находятся в области положительных значений, причем при одном и )ом же значении ).г, значения П5' н П5,', меньше значений П5" и П5,".. Полому, чтобы не загромождать рис. 5.2, их графики не приведены. При построении изображенных на рнс. 5,2 зависимостей в уравнениях эжекцин коэффициент а (см. (225)), определя)вший среднее нормальное давление на стенке КС, прьтимали равньпа нул!о. Распределение статического давления по длине КС ПЖСА зависит от многих факторов 1136), а значит. коэффициент а может н)меняться.
Однако это не влияет на характер приведенных на рнс. 5.2 зависимостей н выводы, полученные в процессе термодинамнческого анализа. 276 Глава 5. Парожвдкоетние и парогатожнлкоетн)ве СА (ножек(ори Т, К ЛБ,', Дж)(кг)() / 300! 88 ,' / аю,.'. 200~ 84~ / (а) 400( )28 40 о,в 200~ 84 ко '00 ~ 32 08 0,2 к, Л, О) О, 0 к.,'к'. .2 2 О 0 1 0.2 03 ь' 0 008 000 О,)8 (в) (г) Рне. 5,2, Ретультаты раечета ЙЖСА (вода — водяной пар; о:- )6; )) = 0,2025) о = О, 0203: Р'т= ),3) М))а; У,",, -. 0,62 М))а; 7 в= 573 К„.Т;„; — 265 )(; (ег,= 0,96; ож, .=0,93;чо О, -.!;==.0;01о=0999)орвС.раввом0999(а),096(б),094(в)В 0,93 (2) З „'(ерыолннвжнчоокня ввнвлнэ возможных режныов рабаты (тхаад зтт Как для ЖУАСА и Ж1 ПСА (см.
3.1, 4.1), при построении зависимостей (см. рис. 5.2) задавали ряд значений Х,, иа входе в КС и лля иих решали уравиеиия эжекции (3.1) — (3.3), Однако для ПЖСА при практически полной конденсации пара в КС дискримииаит оравиения (3.1) ие обращается в нуль при всех возможных значениях).„, вплоть до максимального)., =- '(и-1) '(л — 1). При з ~ом в силу фиксированной плошади парового потока па входе в КС ~ и =сопя(), т.
е. фиксированной выходной плошади парово~о сопла, подразумевается, что при ),, < 1 в ПЖСА используется обычное су--к цее я аро «сопла,а ~ри).г. >1 — сверхзву. в с . Лаваля с критическим сечением, соответствующим расчетной приведенной скорости .э.г, парового потока иа срезе сопла. Следовательно. лля фиксированных полных давлений и температур парово|о и жидкостного потоков иа входе в ПЖСА при ).г, к 1 с увеличением скорости истечения парового потока в КС коэффициент лжекцпи К влэзрастал, а при), >1- снижается, так как при этом уменьшается и юшадь критического сечения сопла Лаваля.
Поэтому одному и гом, же значению Е соответствуют два зиачеиия Хг.. причем для оеализации большего из иих иеооходимо использовать сверхзвуковое паровое сопло. При этом каждому значению Х,, сопветствуют два корня уравпеиия эжекцип (3.1,': олин для дозвуковоглэ, а друпэй для сверхзвукового режима |ечеиия смеси в выл дном сечении КС (см. 2.5). Направления изменения значений параметров при увеличении ).г, от 0 до ).„, доказаны иа кривых (сль рис. 5.2) стрелками. Аналогичные зависимости получаются и при других входных параметрах потоков и геометрий ПЖСА. ф~ализируя результаты расчета, представленные иа рис.
5.2, а, видим, что, согласно термодинамике необратимых процессов, в таком ПЖСА при принятых условиях могут осуществляться только докритические или критические режимы работы, при которых реализуются соответственно дозвуковые или сверхзвуковые скорости ~ечеиия двухфазиой смеси в выходиом сечении КС. Причем кри.ические режимы работы возможны при),, >ко (см.
рис. 5.2, а), так как только в этом случае выполняются условия (2.8()), (2.93) и теорема Пригожина, согласно к<порой из двух допустимых режимов работы должен осуществиться режим с меньшим положительиым производством энтропии. Приведенная скорость )и соответствует' коэффициенту эжекции К,'„, при котором график зависимости П5,' = / (К) пересекает ось абсцисс, уходя в область положительигах значений. Для критических режимов работы ПЖСА, начиная с некоторого значения ),„полное давление изоэитропического тор- зтя ! лава З.
Г!арожийиоотные н парогазожнлвоотные СА (ин)жевзорм) можения смеси Р,.*, в выходном сечении КС за скачком уплотнения становится больше полных давлений парового и жидкостного потоков на входе в аппарат (см, рис. 5.2, а). Такой СА, как отмечалось в 5.1, называют инжектором. До этою же значения приведенной скорости ). г, возможна работа СА в режиме эжектора, и в соответствии с приведенной в !. ! классификацией он должен относится к жидкостно-паровым илн жидкостно-газопаровым СА. Из рис.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
