Дейч М.Е. - Техническая газовая динамика (1062117), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Для предельного ре- жима (х=хп и е = е ) после подстановки Л„ ==1 и а, = 1 эти уравнения принимают вид (скорость Л, = 0): 1 ттн.Н-('— -') '— ," ,—," -'— ,)- Х,= =(3,'+ 1)~I (1+ х ) (1+ х т,); (7-39) — Р =е „вЂ”.~/ (1+х„р) (1+ хи с,), (7-40) 'д где У(/п) =р, Л,„+-7 —; тех! 1 Г нр,; р„; .', — коэффициенты, характеризующие рассмат- риваемые предельные режимы, причем р сохраняет постос янное значение для всех точек данной кривой р /р =сонэ!.
и с По уравнению (7-39) при заданном значении р /р, опре- деляется предельный коэффициент эжекции х, а по форпр' муле (7-40) — предельное протнводавлсчтне р . С помощью 4пр ' этих зависимостей могут быть построены кривые х =/4~ — ) н е =/ ( — ), Значения а„,=/, (р,'р,) для холостого хода легко могут быть получены из выражений (7-34) н (7-35) после под- становки х = О. Характеристики е„(х) при р,/р, =сопя!, как правило, весьма пологи и поэтому с достаточной для практики точ- ностью могут быть построены по двум точкам: х= 0 и х =х . Отметим, что с уменьшением р,/р, диапазон регу- лируемой производительности ступени снижается !участок характеристики, соответствующий допредельпым режимам, р,) р„, сокращается (рис. 7-28)).
При этом предельный коэффицпйент эжекции уменьшается, а предельная степень сжатия возрастает. При х=О и е =-е участок харакд пр теристнки р /рс=сопзг, соединяющий точки х=О и х=х, превращается в точку. 437 Линия /)ВК на диаграмме режимов ступени, соответствуюгцая предельным значениям е = з „и х —.
х для различных р /р„называется предельной линией. Во всех точках этой линии при правильном выборе длины горловины скорость»,=!. 2. Характеристики ступени при постоянном д а в л е н и и за э >к е к то р о м р,/р, =: с о и 81. Так же как и на режимах о =сопз1, характеристики р,=сопз1 имеют две ветви: допредельную и запредельную, отвечающие соответственно условиям о, ~ре„в и р,.=,о„„в. Проследим протекание процессов в эжекторе при изменении давления всасывания р . Пусть в точке Е (рис.
7-28) р, ) р,„~; здесь а (е р )>э . Чтобы увеличить коэффициент эжекцин при за»»пр' данном противодавлении, необходимо увеличить давление перед диффузором, т. е, в камере смешения о . Степень с>гатия е„ при этом уменьшится, а средняя скорость смешанного потока возрастет. Так будет продолжаться по мере увеличения х, пока средняя скорость потока в запирающем сечении не достигнет максимального значения 4.=!. При дальнейшем возрастании х процесс в эикекторе меняется. Увеличение коэффициента эжекции по-прежнему достигается за счет повышения давления перед диффузором у>», но скорости в запирающем и выходном сечениях увеличиться не могут и производительность аппарата возрастает только за счет повышения плотности потока. Статическое давление и давление полного торможения в сечении 3 р, и р„также увеличиваются.
В расширяющейся части диффузора поток приобретает сверхзвуковые скорости. В результате здесь возникает скачок (или система скачков), положение которого зависит от противодавления р,. При снижении о, скачок смещается к выходному сечению диффузора. Точки рассматриваемого участка характеристик р,/р,= =сопз1 со скачками в расширя ощейся части лежат на вертикальных участках соответствующих характеристик р /р,=сопз1. 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
