Идельчик И.Е. - Справочник по гидравлическим сопротивлениям (1067427), страница 17
Текст из файла (страница 17)
а При Ке . 3-10' фрасш конического диффу вора может быть взято по кривым фрасш = 1 1йе) на рис. 6-11, построенным на основании результатов наших опытов 1.5-45 1 На зтом рисунке черными точками и пунктиром изображены значения ф взятые по данным справочника перрасш .* ного издания и вычисленные по формуле (5-41.
Как видно, при больших йе зти значения фрас,„ близки к значениям, полученным на основании опытов, / Р~о по 4 ~, 1оа~2 ~ и,) (5-8) 1 1 — —, П1 ° р етр чном распределении шярения в пределах О ~а< «40 может быть скоростей за различными фасонными частя- вычислен по предложенной ав м фбр- МИ, ДРОССЕЛЬНЫМИ уСтройетааМИ И т П дЧя' ' М ЛЕ 15 о7 5391 практических расчетов можно частично пользоваться значениями Ад приведенными ~,а шр ~3 2 Ь 1Я аД~«/ 1Я,$ф (5.-4) диагРаммах 5-1 (и. 3) и 5-18 (п.
2). Данные по. п. 3 диаграммы 5-1 полУчены на основа- где иа основании опытов 15 ц1 — 5-451 для конического дифф зо а по ни р и результатов исследований конических диффузоров А = 1. для пираиии Об аботки ез ль конич диффузора, помещенного за от- мидальных диффузоров с расширением в двух Э водами с уазличйыми геометрическими пара- плоскостях: метрами 5-1601, а по и.
2 диаграммы 5-18 — в пределах 4 ~ ~а<.1 12 на основании исследований кольцевых диффузоров, впереди которых искусственно соз- ~ О'66 + 0'11а' давалось различное распределение скоростей омощь1О специальных ~~~~~ (5 1061 в ~р~д~~~~ 12 ~ а ~ 4 30. Данные диаграмм 5-1 — 5-5 учитывают й 2,32 — 0,0275а; одновременное влияние параметров Ке и ~~о для плоских диффузоров в пределах 4:4 — Вообще же эти параметры взаимно 24 а~ 4 В а 1 влияют на характеристики диффузоров 15-261. й = 1,7 — 0,03а,, Однако при отсутствии отрыва и больших числах Ке это взаимное влияние незначи- ГДе а в тельно.
Сжимаемость потока наиболее сильно Коэффициент сопротивления расширения проявляется при малых числах Ке, в области выражается через коэффициент полноты удара кризисного падения сопротивления. следующим образом: Для практических расчетов, ввиду отсутствия достаточных данных для учета взаим- '; ' Р~о ~ 1 Ъв ного влияния указанных параметров, этим ', ~расш=аррасш 2 = Ч'расш~ 1 влиянием можно пренебречь, тем более, что ВО мнОГих практических случаях Ке 3 2~ 1 „ад 4,г"1 ~2 ( 1 1 (5'5) и Хо изменяются одновременно.
31. Для инженерных расчетов иногда удобно применять условный метод разде- 33. Коэффициент сопротивления трения ленин общих потерь в диффузоре Ьр на две диффузора круглого сечения, а также прячасти '. Ьртр — потери на трение по длине моугольного сечения с одинаковыми углцми диффузора н Ьррасш — местные потери, свя- расширения в обеих плоскостях 15-37, 5-391 занные с расширением сечения. Соответственно общий коэффициент сопротивления ', / Р~во диффузора ~д делится условно на коэффи- '; ьтр = ~ртр ~ цнент сопротивления трения ~тр и коэффициент сопротивления расширения ьр„ш.. ~ (1 (5-6) о Ь э1па!2 ~ в~) ' Р ~6ц ~д = ЬР 2 = ~тр+ ~расш (5-2) 32.
Потери на «расширениез удобно выразить через коэффициент полноты удара 15-37— 5-391, представляющий собой отношения потерь на расширение в диффузорах к теоретическим потерям на удар при внезапном расширении сечения (а = 180'), т. е. ~ррасш Ч~расш = ° (5-3) Р ~~о о.1) 1 1 1 2 — — — + —..
(5-7) 2 з1п а(2 ' э1п ~/2 у Прн равномерном профиле скоростей . в1 во входном сечении (Ад = 1,0) и больших числах Рейнольдса (Ке .» 3. 10а) коэффициент .полноты удара диффузоров '-' с углами рас- " '8". На основании уравнений Бернулли, яьразрывности и выражения (5-10) получается следующая связь между коэффициентом восстановления давления и коэффициентом сопротивления диффузора, установленного внутри сети: ~1д = ~о — Л'1 ~ ~ ~ — ~д» (5-1Ц где ~о= Р ~о у, = — — дР. Р, Если пренебречь неравномерностью распределения скоростей во входном и выходном сечениях диффузора, т.
е. принять Фо = = У, =- 1,0 (что для практических расчетов часто допустимо), то 1 т~ =1 — — — ~ д 2 П1 (5-12) Аналогичная связь получается с коэффициентом полного сопротивления диффузора, установленного на выходе из сети: Чп=1 1п. 40. Иногда эффективность диффузора характеризуют коэффициентом полезного действия (к. п. д.), представляющим собой отношение действительного прироста статического давления к идеальному приросту (без потерь): Рт — Ро (Р— Ро)ид »» 2 Ф Р Ю О Р в ~о 2 2 где (р~ — ро)„— разность статических давлений в сечениях 1 — 1 и Π— О для идеального диффузора (без потерь).
Связь между к. п. д. и коэффициентом сопротивления диффузора, установленного внутри сети, выражается формулой 111» — — 1— ~д 2 л1 при Ф, = — И1= 1 ~» щд — — 1 1 1 —— п1 Аналогичная связь получается с коэффи- циентом полного сопротивления диффузора, установленного на выходе из сети: 1 — ~п »1ш = 1 — —, п1 41. Вследствие отрыва патока от стенок ди1~.фузоров с большой степенью расширения 6 И.
Е. Идельчик и значительной неравномерностью распфе-:,. ":::.."''."',':: 'деления скоростей по сечению эффективное отношение площадей п1, при котором достигается максимально возможное восстановление статического давления (за счет уменьшения скорости потока), значительно меньше, чем это было бы в идеальном диффузоре (без отрыва и потерь и с равномерным распределением скоростей по сечению). Это позволяет в тех случаях, когда геометрические размеры диффузора (отношение площадей а1, длина Я не ограничены какими-либо условиями (не заданы), применить диффузоры с оптимальной степенью расширения ((а );, и (1д~0 о)опт 1 ° пРи котоРой т1д достигает возможного для данных условий входа (толщины пограничного слоя или длины 1оФо) абсолютного максимума а.
42. Значения Чдшах 1д. (аДопт и (1оФо)опт для диффузоров круглого и прямоугольного сечений, а также плоских диффузоров, полученные с помощью формулы (5-12) и исполь- . зованием диаграмм 5-1 — 5-5, приведены в табл. 5-1. Пределы геометрических параметров диффузоров в этих таблицах даны в той же последовательности что Ч „п1ах и ~д. 43. Коэффициенты . восстановления- статического давления в диффузорах с заданными геометрическими параметрами могут быть определены по графикам .зависимостй т1д от а1 для различных углов расширении и- и условий входа (1 Ф ), приведенным' на рис. 5-12 — 5-14 (кривые получены на осно- '4 вании данных диаграмм 5-1 — 5-5 для Ке~ ' 4- 10о).
44. При очень малйх числах Рейнольдса (по крайней мере в пределах 1 ~' Ке < ЗΠ—:50) коэффициент сопротивления диффузоров описывается тем же уравнением, что и при внезапном расширении 15-41: Р О А 2 Ке При этом величина А является функцией как угла, так и степени расширения: А =~(а, п~). В пределах а :- 40' ю'" Л» 0,7» . Ми> ' 45. При больших скоростях потока газа удобнее оперировать не коэффициентом сопротивления, а коэффициентом восстановления полного давления в конце диффузора ро~, взятого в долях полного давления (торможения) р оо в его узком сечении (Π— О): — Ри.
Ро = Роо '» Поскольку окончательное выравнивание скоростей и давлений но сечению происходит не непосредственно за диффузором, а на некотором расстоянии на прямом участке за ним, 1го и указанный максимум восстановления статического давления достигается на некотором расстоянии за диффузором (практически на расстоянии до 2.0„ где б, — диаметр выходного сечения); для плоского диффузора вместо В, следует принимать ббль1лую сторону выходного сечения, т. е. 2а1, Значения р, для конических диффузоров В зависимости от относительной скорости о ПРИ углах РасширениЯ а= 4 — „- И" и раз личны" п1 и 1оФ о приведены на диаграмме 5-3.
46. Связь между коэффициентом сопротивления диффузоров и коэффициентом восстановления полного давления может быть получена на основании следующей форму. лы $5-131: 2 / Ро~о 1+1 1 1 ~ = Ьр! — = —.— 1п=. / 2 ~о Ро Для диффузоров с небольшими углами расширения, при которых потери невелики 15-2 1, Роо~о ~+ 1 1д =А = ~ ' — '(1 — р). р — о ° — 1+1 1 Отсюда р, = 1— ц'о где ~о= — * а =1~ йТ а,„* ~ ~ ~ ~ 1 ооч Р— плотность газа во входном сечении диффУзоРа; Р о — то же длЯ затоРможенного потока; Тоо — температура заторможенного потока во входном сечении диффузора.
47. Наличие за диффузором сопротивления, равномерно распределенного по сечению (сетка, решетка, насадка, калорифер и т„п.), упорядочивает поток как в диффузоре, так и в канале за ним. При этом потери в диффузоре несколько уменьшаются. Однако суммарные потери в диффузоре и решетке (сетке и пр.) изменяются мало. Для прямолинейных диффузоров с углами расширения к до 40 — 60 и особенно для криволинейных диффузоров эти потери остаются равными сумме потерь, взятых отдельно для диффузора и решетки 15-381, т.
е. 1Р Р~о 2 Р и'-,' ' / Р~Я где ~а р — — Ьро.р( — ' — коэффициент со/ противления диффузора без решетки, определяемый как ~ по соответствующим диаграммам раздела 5; ~р —— Ьру — — коэфг Рву~ 2 фициент сопротивления решетки (сетки, насадки и пр.), приведенный к скорости потока перед ее фронтом, определяемый как по соответствующим диаграммам раздела 8. 48. Условия протекания потока в коротких диффузорах (с большими углами расширения) могут быть значительно улучшены, а сопротивление уменьшено, если предупредить в них отрыв потока илн ослабить вихре- образование.
К основным мероприятиям, способствующим улучшению течения в диффузорах, относятся (рис. 5-15): отсасывание (рис. 5-15, а) и сдувание (рнс. 5-15, б) пограничного слоя; установка направляющих лопаток (дефлекторов, рис, 5-15, г) н разделительных стенок (на всю длину диффузора, рис. 5-15„г) или укороченных, рнс. 5-15„д); применение криволинейных стенок (рис. 5-15, г, ж н з), ступенчатых стенок (ступеичатые дифф~- - -. зоры, рис.
5-15, л) и предотрывиых диффу-: зоров (рис. 5-15, и); устройство поперечного оребрения (рис. 5-15, к). 49. При отсасывании пограничного слоя (см. рис. 5-15, а) оторвавшаяся от стенки часть потока вновь прилипает к поверхности, вследствие чего зона отрыва отодвигается Рис. 5-74. Зависимость т~д ои п1 для плоского диффузора вниз по потоку, течение становится более плавным, а сопротивление уменьшается. Сдувание пограничного слоя (см. рис.
5-15, б) увеличивает скорость потока вблизи стенок. В этом случае зона отрыва также перемещается вниз по потоку. 50. Эффективность отсасывания пограничного слоя зависит от отношения расхода д отсасываемой среды через щели в боковых стенках диффузора к общему расходу 9 этой среды через диффузор (от коэффициента расхода д = дй~) и относительного расстоя- ния щели до входного сечения диффузора. При д = 0,02 —:0,03 сопротивление диффузора снижается на 30 — 40%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
