Характеристики СА (1047867), страница 3
Текст из файла (страница 3)
На этом же рисунке нанесены линни постоянного расхода газа бг, =сопзг дла ЖГСА с некотоРымн конкРетными геометРнчесхими размерами н приведенными входными параметрами (штрих-пунктирные кривые). Отматнм, что если характеристику К„=~(Р',) строят для серии идеальных ЖГСА с подобнымн гео- ' метрйчесюгми параметрами, у кОторых О~ =СОИМ, то линии постояиного расхода газа наносят для одного аппарата из этой серии с конкретными геометрическими размерами. Построение линий псспжнйого расхода газа проводят следующим образо~; 1) задают ряд значений Р,'., и на основании уравнения (2.38) находят соответствующие им значания ).г, для фиксированного расхода газа бг, (используемая при этом гйощгдь Р„, определяет конкретную геометрию аппарата)„. 2) согласно (235б), вычйсляют давление газа Р,, на срезе сопла по йзвастйым зйачеййям Р„', й 3,, „' 3) принимая Р, - Р„, ~случай дозвуковых скоростей истечения компонентов из сопл), определяют Ри, по формуле (2.40); 4) согласно (2.46), находят козффнцйензы зжекции, соотватствующиа заданным значениям Р,,„и строят зависимость К = ~~ Р ,", ) прй С», =совы, Йри больших значениях»» й малых расходах газа козффипиаит сксрОСПФ *ьг1 Мав, н МОЖНО приближенно счнТВТЬР, М Р„М Р„М ~ Ри ~ » ч'ТО Облех чает посз3юание ДВИНОЙ заВйснмости На рйс.
3,5 нанесены два лйнйй постояййого расхода газа для 6л с б'г1. Из РассмотРенна Режимной хаРактеРйстикн следУаг* 'гт" для малых расходов газа при уменьшении Р;., реализуются крйтнческие режимы работы ЖГСА при К„=К,' гкрнвая б,'.,). Прн ' больших расходах газа докритическне режимы работы ЖГСА с уменьшением Р;., переходят в режимы частичного распада при К, =К' >К'„~криваябг,). Аналогично строят режимную характеристику ЖГСА с коничаской КС И»»» Дроссельная характеристика представляет собой зависимость полного давления смасн Р,.', на выходе ЖГСА от козффипнента эжекции К, построенную для заданной геометрии аппарата при по- О 1 2 3 К',К!1У О О 1О К,.15 ж К.10 (а) Ф Гно.
3.6. Дроссельное хареьторнотнно нолонозлушнео СА (о 3; )) ' 1; Рже=ааа По'Г„.е = Гжа =Зван) нанр;е. Ионон Эа).ло(о) нэат ГМ(а) сгояниых параметрах газа и жилдостн на входе в него (Р„', =салаг, Р, =сопа1,Тг =сола),Т~;„=сопФ). На рна. 3,6 представлены типнчнью дроссельиые характерна- тики водовоздушного СА с цилпндрической КС, длл которого вып)е оыл проведен термодииамнчаскнй анализ и построена режнмнаа хардртернстнка, Из режпмной характеристики (см. риа.
3.5), а также результатов расчета (см. рис. 3Л, 3,2) следует„что в зависимости от давления~„газа Рго с увеличением коэффнинента эжекпии К реализуется критнческйй режим при К =К„', предельный критичаский режнм прн К = К (ам. точку „К, на рис. 3,5) или начальный режим частичнаго распада прн К = К; .
До этих коэффнпиентов эжекции реализуютса докрнтические рукины работы ЖГСА, которым соответствует участок г' -2дросаельиой характеристики (см. рис. 3.6). Дроссельную характервстику на участке 1 — 2 рассчитывают анало~ично завнснмоста~, представленным на рис, 3.) и 32. В уршиениах эжекпин (3,1) — (3,3) при постоаниых РЖ„Р".„'Т~„;Т,,о изманают козффипнент зжекпни К (приведенную скорость Х,,, = 1;, / аг) а вычнслают параметры газожндкостиой смеси в,вы- тя Глава 3.
Жийьаоатио-газовые струйиыа аипэраты ходном сечении КС. Полное давление изоэнтропического тормо- жениМ Р', = Р,.", определяют по формуле (2.67) с учетом гомогенности смеси, образующейся в выходном сечении КС рассматриваемого идеального ЖГСА, Падение Р,,", с ростом коэффициента зжекцнн К (увеличением расхода таза) на докритическом участке! — 2 дроссельной характернстнкл (см, рис.
3.6) связано с увеличением совершаемой жидкостью работы на сжатие газа. Рассмотрим случай, когда прл некотором значении Р;., с увеличением коэффициента эжекции реализуется критический режим работы ЖГСА прн К =К'„(см, рис. 3.6, а, 3.1, и), В выходном сечении КС образуется сверхзвуковой режим течения рассматриваемой гомогенной газожидкостной смесп. Превращение дозвуковых потоков газа и жидкости на входе в КС в сверхзвуковой поток двухфазной смеси происходит при этом не вследствие увеличения скоростей газа и жидкости, а в результате резкого уменьшения скорости звука смеси в процессе ее образования.
Полному давлению изознтропического торможения сверхзвукового потока соответствует точка 4 на рис. 3,6, а. Согласно условию Вуллса 1175), в цнлиндрцческнх и сужающихся каналах гомогенный сжимаемый поток при отсутствии тепло- и массообмена с окружающей средой, может достигнуть и процессе разгона на выходе из канала только скорости звука. Поэтому как только в КС в результате смешения образуется сверхзвуковой двухфазный поток, сразу следует скачок уплотнения, переводящий сверхзвуковой поток в дозвуковой. Определим потери полного давления в скачи~ ЬРса, расположенном на выходе из КС (на входе в диффузор).
Известйо 184, 175) „ что параметры потока за скачком уплотнения, как и потери полного давления в нем, находят на основании трех уравнений сохранения и уравнения состояния, записанных для сечений до и после скачка (см. 2.6). Все зти уравнения использованы н при вьпюде уравнений эжекцни (3.1) — (3.3), из которых для одних и тех же значений расхода, полного импульса н энергии смеси в выходном сечении цнлигщрпческой КС получаем два значения скорости, соответствующие дозвуковому и сверхзвуковому режлмам течения. Но из этого следует, что параметры потока за скачком уплотнения можно определить сразу нз уравнений эжекции.
Этн параметры соответствуют меньшему кореню уравнения (3,1). Поэшму потери полного давления в прямом скачке уплотнения, расположенном в выходном сечении КС, запишем: где Р,"., и Р,."; — полные давления нзоэнтропического торможения сверхзвукового и дозвукового потоков смеси в выходном сечении кс. Отметим, что уравнение 13,22) будет справедливо и для конпческих КС, если полные импульсы потока смеси в выходном сечении КС, соответствующие двум корням уравнения эжекцни, одинаковы. А это возможно, если распределение статического давления по длине КС будет олинаковым как для большего, так и для меньшего корней уравнения эжекцнн 13.1). В общем случае для нахождения параметров смеси за скачком уплотнения и потерь полного давления в нем следует использовать уравнения, приведенные в 2.6.
Потерям полного давления в прямом скачке уплотнения ЬУ',, соответствует перепад давлений между точками 41Р,',, ) н 2 1'Р,".; ) на дроссельной характеристике 1см. рнс. 3,6, о). Образовавшаяся после прямого скачка уплотнения в выходном сечении КС дозвуковая смесь тормозится в диффузоре. Прн уменьшении противодавлення от значения, соответствующего точке 2, прямой скачок уплотнения перемещается в глубь диффузора, а возникший в выходном сечении КС сверхзвуковой поток разгоняется в его расширяющейся части. Полное давление смеси Р,.', прн этом непрерывно уменьшается, так как потери в прямом скачке увеличиваются ввиду того, что растет скорость смеси перед ним.
Этим режимам соответствует участок 2 — 3 на рис. 3.6, а. Точка 3 соответствует давлению за скачком уплотнения„расположенном на выходе из диффузора. Течение смеси в днффузоре, соответствующее участку 2 — 3 характеристики, аналогично течению газа в сверхзвуковой части сопла Лаваля при наличии в нем скачка уплотнения 1режим пере- расширения) 1177), В связи с тем, что при изменении полного давления смеси от значения в точке 2 до значения в точке 3 параметры течения в КС не меняются, остается постоянным и коэффициент эжекции К =К,',. На этих режимах КС заперта, т. е. возмущения, вызванные изменением протнводавлення, не передаются против течения потока.
Если прн увеличении коэффициента эжекцни достигается предельный критический режим работы )КГСА 1см. рнс. 3.1, б), то в выходном сечении КС реализуется звуковой режим течения гвзожндкостной смеси. Дроссельная характерпстика в этом случае аналогична характеристике, представленной на рис.3.6, а, только точка 4 совпадает с точкой 2, так как прн этом нет прямого скачка уплотнения 1см. выражение 13.22)). Участок 2 — 3 этой характеристики ВР Г~~. Я»»»»Б также соответствует разгону звукового потока в диффузоре с последующей потерей части полного давления в скачке уплотнения. Рассмотрим теперь случай, когда при заллнном значении Р „с увеличением коэффициента зжекцни К рсйюиуется начальный режим частичного распада при К =К„' ~см. рнс. 3.), а, 3.5, 3.6, 6).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
