Часть 1 (1161645), страница 92
Текст из файла (страница 92)
Действительно, в некоторых экспериментах при малых значениях а (т. е. при большой длине начального участка) наблюдалось отклонение предельных значений Пг, соответствующих режиму эапирания, от расчетных значений; в соответствии с этим увеличиваются по сравнению с данными рис. 9.15 предельно возможные значения степени сжатия рг(р,.
Однако уже при и ) 0,05 — 0,1 этот эффект становится слабым, и расчетные данные хорошо согласуются с результатами экспериментов. э 5. Характеристики эжектора Один и тот же эжектор может работать на различных режимах и при различных соотношениях между начальными параметрами газов. Характеристикой эжектора называется зависимость между параметрами эжектора и условиями его работы.
Экспериментально или в реэультате расчета можно получить разнообразные характеристики эжектора, однако наибольший интерес представляют обобщенные характеристики, позволяющие Гл. тх, РАЭОВые зятектогы „Ф Юа Рис. 9.17. Эксперимеиталькак характери стикс эжектсра: А — дскритические ре жимы, ВС вЂ” критические режимы едким графиком охватить всю область возможных режимов работы зжектора. Из расчета эжектора следует, что его параметры определяются несколькими безразмерными величинами, например коэффициентом эжекции и, отношением начальных полных давлений Ф а газов Пс, степенью сжатия эжектируемого газа Ра/Рг.
Характеристику эжектора поэтому рационально строить в виде зависимости между а=ЮЮ этими безразмерными па- ~Ю раметрами. На рис. 9.16 приведена=~ на типовая сетка характеристик, построенная для ЮЮ П Ю Ц" эжектора с нерасширяю- щимся соплом эжектирую- 7Ю щего газа и цилиндрической смесительной каме- %=Ю ~ллм, рой с геометрическим параметром а =0,5. Эта характеристика показывает Ю Ю7 АЮ ЮЮ Юг ЮЮ ЮЮ Ц7л зависимость степени сжа- тия эжектируемого газа 'Рис. 9.16. Расчеткаи характеристика эжек- а т а тора: аь — критические режимы работы, Р47Рг от коэффициента а — гапиракие эжектсра, 0 = 1 эжекции при нескольких а! Ф ра ра значениях Па= Рт/Рг На ра г.
' =ЮЮ7 г а-Ю7ЮЮ рис. 9.17 показана сетка 7Ю таких же характеристик, УЮЮ полученных эксперимен- 1Ю тально для звукового эжектора при Т, = Т, " тически получить харак- Рассмотрим, как нрак- У,Ю теристику (Ра/р,)1 = 1(п) при Пс = соней Будем снижать статическое дав- Ю Юг Юг ЮЮ Юг ЮЮ ЮЮ й7л ление на выхоДе из Диффузора, поддерживая постоянными полные давления газов Р, и рг. При этом будет уменьшаться статическое давление на входе в смесительную камеру, что приведет к увеличению скорости и расхода эжектируемого газа Сг при незначительном увеличении расхода эжектирующего газа 1'и если Лг < Л1 < 1, и без изменения бы если Л~ ~ 1.
В результате увеличивается коэффициент эжекции и. Как бы мало ни было 5 5. хАРАктегистикА зжектоРА 527 отношение полных давлений газов Пс, при некотором значении статического давления р4 в сопле эжектирующего газа будет достигнута скорость звука. Дальнейшее снижение давления на выходе из диффуэора приводит к сверхкритическому режиму. Коэффициент эжекции при атом продолжает расти вследствие возрастания скорости эжектируемого газа на входе в смесительную камеру. Когда скорость эжектируемого потока в сечении аапирания достигнет скорости звука, наступает критический режим работы ажектора: коэффициент эжекции принимает предельно возможное (для данного отношения полных давлепий) значение и пе изменяется при дальнейшем снижении давления па выходе из эжектора. Степень повышения полного давления,'ре/р, вдоль кривых По = сопэ1 с увеличением коэффициента зжекции несколько уменьшается вследствие увеличения расхода эжектируемого газа и увеличения потерь в диффузоре, связанного с ростом скорости потока на входе в диффузор.
Чем больше отношение полных ь Фч давлений Пе, тем выше проходит характеристика1Р,!рз) = 7(л), т. е. тем большую напорность имеет эжектор. Однако предельные (критические) значения коэффициента эжекции с ростом По уменьшаются, протяженность характеристики становится меньшей. Это связало с тем, что с увеличением перепада давлений растет площадь сверхзвуковой зжектирующей струи в сечении запирания и уменьшается критическое сечение эжектируемого потока.
Кривая, соединяющая предельные точки кривых Пэ=сопэ1, является линией критических режимов. Реальными являются лишь режимы, соответствующие области характеристики между этой линией и осями координат. С увеличением отношения давлений Пе критическая линия приближается к оси ординат и при некотором значении Пе пересекается с ней. Эта точка, в которой коэффициент эжекции равен нулю, а степень повышения давления достигает максимально возможного для данного эжектора значения, соответствует режиму запирания эжектора.
Изменение режима работы реального эжектора может происходить более сложным обрааом, с одновременным изменением как полных давлений газов па входе, так и давления на выходе, и определяется выбранным способом регулирования режима. Смещение с чка, соответствующей рабочему режиму, па поле характеристик эжектора в каждом случае может быть определено расчетом по методу, изложенному в 3 3.
На рис. 9.18 приведена расчетная характеристика другого типа, связывающая коэффициент эжекции с полным давлением эжектирующего газа р, при постоянных значениях полного давления зжектируемого газа и статического давления на выходе иа Гл. 1х. газовые эжнктогы эжектора. При расчете принято рз = р,; такая характеристика представляет интерес при оценке параметров эжектора, работающего по схеме рис. 9.2 или рис. 9ЛО, т. е. когда воздух засасывается из атмосферы и после смешения с эжектирующим газом вновь подается в атмосферу.
При малых значениях Пз значение и коэффициента эжекции и (ю совпадает с соответствующим значением и для эжек(г тора несжимаемой жидкости и может быть оценено (см дР з 8) по формуле (1+ — ) )/2а — 2 и 'г/О ж 1+й С увеличением отношеуг дг йу ~~ д ц г" А — критические режимы, С вЂ” коэф- для эжектора с данным знафицвевт эжекцив врв П0- 1 чением геометрического параметра и = РДРз уменьшается. Причиной является то, что расход эжектирующего газа ь с ростом р, увеличивается пропорционально р,д(Хг), тогда как возрастание расхода эжектируемого газа происходит менее интенсивно и связано лишь с понижением давления на входе в камеру и ростом д(Хт).
При докритических режимах работы эжектора уменьшение коэффициента эжекции невелико. По мере увеличения отношения давлений Пм когда камера смешения все более заполняется расширяющейся сверхзвуковой струей, расход эжектируемого газа начинает уменьшаться, коэффициент эжекции резко снижается; в точке В характеристики Сз = О, и = О.
5 6. 0 режиме течения на выходе нз смесительной камеры Согласно изложенному в з 3 методу расчета приведенная скорость потока в выходном сечении цилиндрической смеснтельной камеры определяется, как указывалось, из уравнения количества движения г(1,,)+ (/В.(Л,) 1/( +1)( О+ 1) (37) При этом обычно возникает затруднение, связанное с неоднозначностью решения относительно величины Аэ, так как каждому значению г(Хз)) 2 соответствуют два возможных зна- 5 з. О Режиме ИА Выходе иэ смеситепьнои кАмеРы 529 чения Лз< х (Л ) -)- ~/ < (Л )з — 4 „з (Лз) — $~ х (Л )з — 4 ЛЗ 2 и Л,= 2 Первое значение соответствует сверхзвуковому, а второе — дозвуковому режиму течения, причем Лз = 1/Л,. Такая же зависимость была получена в 9 1 гл. 111 для величин Л до и после прямого скачка уплотнепия. Параметры смеси газов, вычислениые по сверхзвуковому и дозвуковому значениям Лэ, будут различными.
Из аналогии со скачком уплотнения следует, что полное давление Ори Лэ) 1 будет большим, а статическое давлеиие — меньшим, чем для Лз(1. Диффузор, установленный на выходе из камеры, будет работать в различных условиях при Лз ) 1 и Лз < 1. Рассмотрим соображения, позволяющие установить, какой из двух возможных режимов течения па выходе из цилиндрической смесительной камеры будет реальным.
Очевидно, что если при У'г = 7', оба потока на входе в камеру дозвуковые, то выравнивание скоростей при смешении также приведет только к дозвуковой скорости на выходе из камеры, т. е. Лз(1. Сверхзвуковое решение уравнения (37) в этом случае соответствует физически невоэмох<ному скачку разрежения. При сверхкритическом отношении давлений в сопле (Л< ) 1) эжектирующий газ в начальном участке камеры движется со сверхзвуковой скоростью. Чтобы на выходе из камеры получить Лз ) 1, необходимо дозвуковой поток эжектируемого газа (Лэ ( 1) в процессе смешения также перевести в сверхзвуковой. Необходимые для этого условия можно качественно установить иа основании рассмотренных в 9 4 гл.
Ч закономерностей перехода через скорость звука под влиянием внешних воздействий на газовый поток. Введем условную поверхность раздела, ограничивающую ядро постоянного расхода эн<ектирующей струи. В кольцевом канале вие этой поверхности, очевидно, 6 = Сэ = сопзк Взаимодействие потоков можно в этом случае свести к переносу количества движения через поверхность раздела, а течение зжектируемого газа в первом приближении рассматривать как двил<епие одномерного газового потока, на который оказывают влияние внешние воздействия: геометрическое — вследствие изменения площади сечеиия и механическое — связанное с переносом количества движения из эжектирующего потока.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
