Общие сведения о СА (1047837), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Возьивкйо прнмейеййе.двухфазных СА В ракетных д~~г~~~л~х 1641, а также в атомжй энергетике длл обеспечейнл циркуллцни теплойоснтеля и ядерных реакторах й царотушеййя прй локализации Ядерйой аварии 1581, Более ПОТуобно особенности использованйл двухфазных СА в некспорых областкх техниззз, примейаемые схемные решФЙНЯ н зкс- плуатациОниыФ характеристики рассмотрейн В гл. 7.
Несмотра на широкое распространение двухфазных СА в технике, а также бОльшОВ кОличествО экспериментальных й теоре" тическнх работ по их исследованию, они нуждаютсл в более глу- 1,3. Обзор цаМт аоо оаооаадовигаго й1ухфзньгх сты1щ аола1»атоа Гт боком изучении. Это объясняется сложностью протекающих в СА процессов смещения разнофазных струй» сопровождающихся обмеНОм ХОлнчестВВ двйгкеййя, теплО н массосбменом между разит»- фазными потоками, ВОнденсацией» сверхзвуковыми режимами течения двухфазной смеси со скачками уплотнения.
Создание общей теории и методики расчета двухфазных СА затруднялось существовавшим уро~~~~ йсслелованйя зтйх аппаратов й пропессов» пройсходящйх в ййх. Это усложйяло и заде1зживало применение СА в технике. Новые области использования двухфазных СА требовали более глубоких зкспериментальных и теоретических исследоваинй. В течение длительного периода времейй йе предпрййймалйсь серьезйые попыткй опйсать пропессьг, протекагогщю в разлйчйых тйнах двухфазйых СА селиных позйпий.
Более столетия в разных областях техники применяются вакуумные ЖГСА.' За это время появилось большое количеспю работ по йзучеййкг пропессов, протекающих в ййх. Все существующие методики расчета ЖГСА можно разделить на четыре основные группы: метолики, основанные на уравнении баланса знергии 14, 65 — 701, змпнрических зависимостях 11, 71 — 761, уравнении сохранения количества движения 177 — 821, а также на теоретических зависимостях, полученных в результате совместного решения уравнеййй йеразрывйостй, колйчества движения, знергий й состояййя при тех или иных допущениях 1ВЗ вЂ” 100). Рассмотрим их более подробно, Предложенная С.
Пфлайдерером 1651 методика расчета ЖГСА основывается иа уравнении баланса знергин. При зтом он предполагает, что кинетическая знергия вытекающей нз сопла волы (за вычетом потерь) расходуется на нзотермическое сжатие возлуха. Автдры работ 166 — 701 и отличие от С. Пфлайдерера учитывиот некоторые дополнительные факторы, влвпощие на характеристики ЖГСА.
Так„К. Клене 1661, проведя зкспериментальное исследованйе водовоздущного СА и определив сущеспювание лвух различных режимов его работы, дорабатывает методику С. Пфлайдерера. Он предлагает использовать уравнение баланса энергии толью лля расчета режимов работы ЖГСА, на которых вхолное лавлеине газа заВиснт от протниодавления смеси на Выходе из аппарата, а для остальных режимов предлагает змпирическую зависимость. Г.А.
Ароне 141 раолиряет область использования змпирнчесхой зависимости К. Клене. Авторы более поздних работ 11, 71 — 761, убедившись в значительном расхождении проводимых ими зхспериментов с результатами расчетов по приведенным выше методикам, предлагают чнс- !8 Глава 1. 061вве евааевв3 то эмпирические заВйсймости, которые распространяются тОлькО на исслеловяннмй имн диапазон параметров„выбранный нз области непользования ЖГСА в конденсашюииых устшншкях паровых турбин.
Причем, если в ранних работах 11, 71 — 731 ашшйие длины КС на характеристики ЖХСА не учитывалось, то в более поздних нс- СЛСДОВВНИЯХ 174 — 761 Уже приВОдятея ЭмннриЧЕСКИВ зависимости лля выбора оптимальных размеров КС в экспериментально исследованном диапазоне геометрических и режимных параметров ЖГСА. Ряд авторов при расчете ЖГСА, как й при расчете жидкоструййых насосов, йспоаьзуют уравйеиие сохранения количеспш двйження для КС совместно с уривнением неразрывности 177 — 811. Наиболее обосйовайно такая методйка расчшл йзложейа в раб~~~ Р.Ж.
Каниигэм (ЗЦ. В ией уравнения количеспш двюкения и неразрывности применяют только для режимов работы ЖГСА, прн которых зона смешения потоков заканчивастсл в Кф уравнение энергии используют при анализе предельно возможного диапазона работы аппарата на рассматриваемых режимах, Р,Ж, Каиингэм считает, что в ЖГСА в выходном сечении КС могут реализоваться только дозвуковые и, в крайнем случае, режимы течения смеси со скоростью, равной скорости звука. Прн этом зона смешения разнофазных потоков заканчивается в КС. Кроме того, могуг реализоваться режимы течения, при которых зона смешения потоков заканчивается в диффузоре. При этом жидкостная струя пробивает КС на большей части, ее длины, подвергаясь полному распаду в днфПо результатам экспериментальных исследований ЖГСА- опубликовано большое количество работ (1, 7, 8, 72, 73, 82, 85„93,: 101 — 121 и Лр.1.
В них отмечается многообразие режимов работы;:, ЖГСА, приводится структура потока в проточной части елларвта, показывается влияние геометрических (диаметра и длины КС„фор-. мы сопла и др«) и режимных (давления, температуры, расхода1 па раметров на его характеристтгки* Рассмотренные выше методики расчета не обосновывают мно-: гообразие режимов работы ЖГСА„не позволяют определить гра- "' нища перехода с одного режима работы на другой, не Описывают зависимость характеристик ЖГСА От формы, длины КС и ряда:. других параметров, Эти методйки прймейймы.
Как правило, только для выбранного режима работы ЖГСА в узком диапазоне его пае ремстрой. . Поэтому авторы. Работ ($3, 84, 86 -. 92,.Юа ЫЩ иредлеиют . мсводику-расчети ЖГЛА.(одиоврвменио. и ГЯУРА), бязируюшуюсл в !9 на теоретических зависимостях, полученных в результате совместного ращения уравнений неразрывности, количества движения, энергии н состояния с привлечением тах илн нных условий для определения режимов работы двухфамюго СА, нанрпмер вытекающих нз теорем термодинамики необратимых процессов ~88, 89~, В работе ~83] В.П. Шидяовскнй, предполагая отсутствие теплообмена между газом и жидкостью в КС и образование в ее выходном сечении однородной механически равновесной смеси, приводит вывод уравнений зжекции, которые позволяют для фиксированных параметров потока газа п жидкости на входе в СА определить по два значения скорости, давления и температуры смеси в выходном сечении КС, В работе отмечается, что физически может реализоваться только режим течения смеси, соответствующий меньшей скорости; показывается, что обращение в нуль подкоренного выражения в решении квадратного уравнения, определякпцего скорость течения смеси в выходном сечении КС, соответствует достижению ею скорости распространенна в смеси бесконечно малых возмущений.
Это приводит к заппранию КС ЖГСА. Ю.Н, Васильев в работе ~841, в отличие от В.П. Шидловского, приводит вывод уравнений зжекцни в предположении образования в выходном сечении КС однородной термодинамически п механически равновесной газожпдкостной смеси. Эти уравнения дают лва значения скорости смеси в выходном сечении КС.
Сопоставляя полученные скорости со скоростью распространения звука в смеси, автор показывает, что меньшая из нпх аоот ватствуег дозвуковому, а бользшая — сверхзвуковому режиму течения двухфазной смеси в выходном сечаннп КС. Реализация сверхзвукового течения приводит к запнранпю КС, в результате чего возмущения не передаются против течения потока.
Далее автор рассматривает два возможных режима запи1ания КС: критический, прн котором течение смеси на выходе пз КС сверхзвуковое, и режлм, прп котором скорость смеси на выхода из КС равна скорости звука. На основании исследования изотермического КПД прп изменении режима работы СА, в ~84~ приведено условие реализации критического режима работы ЖГСА с сужаюпппяпся соплами только для случая, когда температуры торможения газа и жидкости на входе в КС равны. Таким условием является равенство скоростей газа и жидкости во входном сечении КС сверхзвуковой скорости спаси и ае выходном сечении, Для Экспериментального подтварж" данил расчетов были прсиедены испытания серии вакуумных ЖГСА с.
числом отпалов яппппютного сопла Я,. П,.327 ~85). Установлена, пп зкспаримаптвльные дроссельные характеристики в 20 Г авв Ь ОВ а вива случае У,. 112 качественно совпадают с теоретическими, причем отмечается удовлетворительное совпадение теории с зкснеримен; тОм при малых и существенное 1иилнчие прн-больщих значениях козффнынента зжекцни. Различие между рвнультатазвн неиьзтаннй ряда ЖГСА с одноствольным жндкоспзым соплом, приведениьзмн в работах 171 — 74, $5, 101 — 1041, и расчетамн по методике Ю.Н.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
