Инжекторы (1046633), страница 2
Текст из файла (страница 2)
5.2 видно, что изменяя форму газового сопла можно перейти от одного типа аппарата к другому. Далее лкюой тип аппарата, которому соответствует некоторый коэффициент эжекции К нз возможного его диапазона, найденною, например, из рис, 5,2, будем ус:ювно называть ПЖСА (ПГЖСА) и только при Р„'.„>Р;а и Р;., >Р, — инжекто!юм, Б процессе расчета ПЖСА надо следить, чтобы температура двухфазной смеси не была выше температуры кипения в ней жидкости при давлении смеси в выходном сечении КС.
Иначе жидкость будет испаря гься, что приведет к изменению выбранной при расчете степени конденсации пара С (см. (2.27)) в КС. На рнс. 5.2, а видно, что во всем возможном диапазоне работы ПЖСА на критическом режиме (при всех ).и, >Х,) расчетное статическое давление смеси Р,'., на выходе из КС ниже давления насыщенных паров воды Р„, Это должно привести к частичному испарению воды, а значит, нарушению выбранного прп расчете условия полной конденсации пара к выходному сечению КС (С =дн,), При работе ПЖСА на докритических режимах это условие выполняется (т. е. Р,"., > Р,(7;.". )), что свидетельствует о возможности реализации только этих режимов в случае полной конденсации пара в КС.
Экспериментально установлено 1!34, 137, 138, 147), что достичь полной конденсации пара и КС до скачка уплотнения в ПЖСА (конденсационном инжекторе) невозможно, и в образующейся парожидкостиой смеси реализуются критические режимы течения. Это подтверждают приведенные на рис. 5.2 результаты расчета. Проанализируем влияние степени конденсации пара С' в КС на работу ПЖСА. Расчетные зависимости на рис. 5,2, б — г построены лля ряда значений С аналогично зависимостям, изображенным на рис. 5.2, а, 1!ри этом в уравнениях эжекции также принимали коэффициент О = 1.
так как степень конденсации пара С незначительно отличается от Ч,, в случае работы СА в режиме инжектора (см. рис. 5.2). В 5,1 отмечалось, что инжектор в отличие ог эжектора обязательно имеет сверхзвуковое илн звуковое газовое (паровое) сонно, в ,'. 'ь армоаниамичесиить анализ возможных ражнмов раГ)отаь ь ь)КСА 279 кагором тепловая эиерг)ья парового (парогазового) по~ока преобраьуезся в кинетическую энергию струи, истекающей из сопла со сверхзвуковой или звуковой скоростью. В этом случае а г, > ) и, как следует нз графиков на рнс. 5.2, б.
в, критические режимы работы ПЖСА реализуются пр)ь ) гь «х) (до коэффициента эжекцни К„). так как только и этом случае статическое давление счеси Р,'.. на выходе нз КС больше давления насьпценных паров воды Р,, при геаьпературе смеси Т,.',, Прн этом выполняк)тся всь". вытекающие из ьнтропийного анализа условия (т. е. Л5' > О, ПЯ,'. > 0 н ПЯ'< П5'), дозволяющие реализоваться критическим режимам работы СА. Прн реализации этих режимов работы со скачком уплотнения в выходном сечении КС полное давление счеси на выходе нз ПЖСА в неко)ором диапазоне коэффициентов эжекции становится бо:шше ьюлных давлений парового и жидкостного потоков на входе в него (см.
рис. 5.2, б. н). Это соответствует работе СА в режиме инжектора. При дозвуковых скоростях истечения парового потока в КС критические режимы работы СА реализуются для некоторь)х знаьений степени конденсации пара С только в узком диапазоне а), =)., -К) (см., например„рнс. 5 2, и), т. е, от коэффициента эжекь"ьнп А",. до К,, гьрьь превыьценьььь которого статическое давлениь: :меси У",., на выходе из КС становится ченьше давления пасы)ценных паров воды Рь прн температуре смеси У ) При таких скоростях истечения парогазового потока в КС аппарат переходит из разряда инжекторов в разряд эжекторов. Па рис.
5.2 видно. что при уменьшении степени конденсации пара в,~.С, например из-за уменьшения ее длины, начиная с некоторого минимального значения С„„„(например, С = 0,93) пропадают инжекторные режимы работы и аппарат переходит в класс Жп)СА с характерными для них зависимостями изменения производств энтропии и друьих параметров от коэффициента эжекции (сьь, 4.)). Кроме того, в ПЖСА, как показана вьние, степень конденсации пара в КС не может быть болыпс некоторого значения б,,„,, так как при С > С „„, давление Р,.', становится меньше Рх (сч. рис.
5.2, а), что приведет к испарению волы н уменьшению С до ьь. ь ' Для ПЖСА особый интерес представляет область, расположенная левее коэффициента эжекцин К, (см. рис, 5.2, 6, н), в кото(юй при сверхзвуковых режнчах истечения парового потока из сопла реализуются критические режимы работы н в некотором днашзоне коэффициентов зжекцни полное давление смеси на выходе ььь аппайазз болыпе полных давлений па~юаоп) и жиьзкостны3 О ПО. еКО Глава '. Г(аоожн(!костные а йарогааожндкоетныр Сб (иижекгоры) токов на входе в него при расположении скачка угщотнеиия иа выходе из КС или на начатьном участке диффузора. При дозвуковых режимах истечения парового потока из сопла (например, в случае проникновения скачка уплотнения в паровое со!Иго Лаваля или использования парового конического сопла) в этом же диапазоне коэффициентов эжекцин реализуются докрнтические режимы работы СА, так как только для них выполняются все условия, вытекающие из энтропийного анализа, и одновременно Р,"., >Р, (Т,.! ).
На докрипгческих режимах давление смеси на выходе из СА меньше полного давления жидкости иа входе в него. Следовательно, для запуска инжектора необходимо создать условия, при которых в КС будет поступать сверхзвуковой паровой поток с расчетной скоростью истечения. Это возможно только при расположении зоны скачкообразного изменения давления на выходе из КС или в диффузоре.
При реализации докрнтнческих режимов работы СА скачок давления располагается в конической КС (см. 3.2, 3.3) и характеризуется неустойчивым положением в силу дозвуковых режимов течения смеси в КС и возможностью распространения возмущений против потока. Поэтому для перехода с докритического на критический режим работы ПЖСА (для запуска инжектора) необходимо создать условия, прн которых ока юк давления переместится В выходное сечение конической КС или диффузор (подробнее способы запуска инжектора будут рассмотрены в 5.6).
На рис. 5.2 представлены результаты расчета для ряда геометрий ПЖСА, отлнчакццихся формой и размерами парового сопла. Прн этом все геометрии ПЖСА, способные работать в режиме инжектора, различаются между собой только плг!падью критического сечения парового сопла Лаваля, Выборов! нз них инжектор со степенью расширения этого сопла ~, =.0,499 ('см. 2.3), которой соот- ветствует Х„, =(,723. Проведя для выбранного инжектора расчеты, аналогичные приведенным на рис.
5.2, построим зависимости ряда его параметров от степени конденсации пара в КС. При расчете принимаем В = !. ПРВВОмг*.риость испОльзОВания для инжгтктОРОВ такогО зна гения будет Обоснована В 5.3. На Рис,. 5.3 представлены расчетные зависимости статического -'!видения ' г ° " тем'зерзтУРы гг' пере' ! Ск"'коы Упло""""ИЯ* Рас положенным в Выходном сечении КС, а также статического давления Рс . за ним От степени конденсагщи пара С в КС до скачка г!Ри работе инжектора на критическом режиме, На этом жс рисунке приведена кривая изменения давления Вась!!ценных паров ВОды гцзи Т,, 1 «.2. теймоливвмичесввв вивввв возможных режимов роботы ЛЖСА 2Я) Видно, что если бы паР Ггм ".о-г,,ьГ~"-в полностью сконденснровался к сматриваемого инжектора, т. е.
б =.до, =0,999, то статическое ;гввлейие перед скачком уплотнения стало бы меньше павле~ил насьпценных паров воды, а это физически невозможно. При та! кнх условиях часть воды должна ~ ~ ' л была бы испариться н„преврагившнсь в пар, уменьшить степень конденсации пара С, что зоо о~ ПРИВЕЛО бЫ К Ро~тУ Рг'г МИНН- Оаж С ~.' О,ВВ Г.
' мальное статическое давление перед скачком уплотнения опре- Вме. в.э. Реззвывты овевегв выделяется давлением насыщения, 'ве тоГа ~воле — волхвов овр, а =. ! 6, Ь Е. Р,'.г =Р,.(Т,.*,). ЭТОМУ УСЛО- 9=0 2025; 5 = 0.0200, /, '.= 0,499: ВИЮ СООтастетауст СТЕПЕНЬ КОН- ",.„= ИЗ 1.ЧПв; Г',,= 062 айно ленсацнн пара вКС,равная С г« = 523" г: 2яя к' кч = 0,90. )см рнс 5 3) Следовательно,: 0 999) как было отмечено выше„весь чв, = 0,999) цар не может полностью сконденсироваться в КС инжектора до скачка уплотнения, и перед ним образуется сверхзвуковой двухфазный парожндкостный поток. Если степень конденсации пара перед скачком уплотнения будет меньше С еы например из-за ) меньшения длины КС, то давление Р,*., перед скачком уплотнения будет расти, а за скачком уплотнения Р, — падать.
Наконец, при пекоторгтй минимальной степени конденсации пара С, гсвь пис. 5.3) критический режим работы инжектора пропадает. В этом случае дискримннант уравнения эжекции ~3П) становится отрицательным. При такой степени конленсации пара в КС запустить рассматриваемый аппарат в режиме инжектора невозможно. При построении зависимостей, аналогичных приведенным на рнс. 5.2 и 5.3, было установлено, что в диапазоне степени конденсации пара От С до С „, всегда те)эмодинамически осугцествнмы критические режимы раооты инжектора, Поэтому прн расчете их характеристик с использованием уравнений эжекцнн ~3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
