ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Расчет газового эжектора из "Прикладная газовая динамика. Ч.1 " Сопла п диффузор эжектора ппчем не отличаются от обычных сопел и диффузоров, расчет которых изложен в гл. VIII. При определении параметров эжектора существенны лишь коэффициенты сохранения полного давления газа в этих устройствах, позволяющие по начальным давлениям смешивающихся газов найти полные давления на срезе сопел р- и и по полному давлению смеси Рз — полное давление на выходе из диффузора р. Эти коэффициенты выбираются по экспериментальным данным в зависимости от формы сопел и диффузора и величины скорости потока. [c.505] Основная задача при расчете эжектора заключается в определении параметров смеси газов на выходе из смесительной камеры по параметрам газов до смешения. Замечательным является тот факт, что для определения параметров потока на выходе из камеры рассмотрение самого процесса смешения не обязательно. Нет необходимости также предварительно вычислять потери, возникающие в процессе смешения, и анализировать механизм процесса передачи энергии. [c.505] Течение газа в любом участке смесительной камеры описывается тремя уравнениями сохранения энергии, массы и количества движения. Если поток газа в выходном сечении камеры считать одномерным, т. е. полагать процесс выравнивания параметров смеси по сечению полностью закончившимся, то указанных трех уравнений достаточно для определения трех параметров потока в выходном сечении по заданным начальным параметрам газов на входе в камеру. Три параметра, как известно, полностью характеризуют состояние потока газа и позволяют найти любые другие его параметры. В частности, если это требуется, по величине полного давления смеси Ps можно определить потери в процессе смешения потоков. Таким образом, при составлении основных уравнений мы не вводим никаких условий о необратимости процессов, однако после решения уравнений приходим к результату, который свидетельствует о том, что в рассматриваемом процессе есть потери полного давления, т. е. рост энтропии. Аналогичное положение возникало при решении задачи о параметрах газа за скачком уилотнения, которые, кстати сказать, определялись по начальным параметрам потока теми же тремя уравнениями. [c.505] Такой подход к решению задачи приводит к правильному конечному результату независимо от того, какие процессы происходят между рассматриваемыми начальным и конечным сечениями камеры, насколько интенсивно идет процесс смешения, возникают ли скачки уплотнения, имеется ли отрыв потока, вихри, встречные токи и т. д. Принятое допущение об одномерности потока в конечном сечении является весьма существенным, так как очевидно, что никаких сведений о характере поля скорости в конце смешения такой расчет дать не может они должны быть заданы дополнительно, если г = 1. [c.506] Запишем основные уравнения, связывающие параметры потока во входном и выходном сечениях цилиндрической смесительной камеры. Параметры эжектирующего газа во входном сечении будем отмечать индексом 1, параметры эжектируемого газа — индексом 2, параметры смеси в выходном сечении — индексом 3. Будем считать заданными все параметры потоков во входном сечении камеры и построим решение таким образом, чтобы из уравнений сохранения массы, энергии и импульса потока определить температуру торможения, приведенную скорость и полное давление смеси газов в выходном сечении камеры. [c.506] Уравнения (8) или (9) позволяют по заданным величинам непосредственно определить первый искомый параметр смеси газов — температуру торможения (или критическую скорость звука) в выходном сечении смесительной камеры. [c.507] Для нахождения полного давления смеси Рз воспользуемся уравнением (6). [c.508] Соотношение (14) связывает коэффициент эжекции п с геометрическим параметром эжектора а и параметрами газов на входе в камеру. Полученные уравнения (8), (12) и (13) вместе с соотношением (14) достаточны для определения состояния потока в выходном сечении по заданным начальным параметрам потоков и коэффициенту эжекции (или геометрическому параметру а). [c.509] Рассмотрим теперь некоторые возможные уточнения изложенного метода расчета эжектора. [c.509] Что касается остальных уравнений, использованных в расчете смесительной камеры, то при наличии трения вид их не изменяется — равенство суммарного расхода п полной энергии газов во входном и выходном сечениях камеры сохраняется независимо от величины силы трения. [c.510] Отсюда с помош ью графика функции ф(Я) (рис. 5.3) получаем Хз — приведенную скорость смеси на выходе из камеры с приведенной длиной X- Далее по формуле (13) находим полное давление смеси с учетом трения. [c.510] из исходных уравнений сохранения массы, энергии и количества движения надо вывести уравнения, подобные (8), (12), (13) и (14), не пренебрегая разницей в Ср, Д и /с и не сокращая численных коэффициентов, зависящих от к. Значения газодинамических функций 5 (Я) также надо определять из таблиц, вычисленных для соответствующих значений к. [c.511] Расчет по формулам (16) —(19) дает возможность определить влияние величин к и Ср смешивающихся газов па параметры смеси в выходном сечении цилиндрической камеры. [c.511] Отсюда определяется величина площади выходного сечения камеры, обеспечивающая равенство статического давления потока на входе и выходе. [c.512] В других случаях (р Ф onst) расчет камеры переменного сечения может быть проведен приближенно, если принять упрощающие предположения о законе изменения давления в камере. Так, иногда полагают, что давление изменяется по линейному закону в зависимости от площади сечения камеры, так что среднее значение давления р равно полусумме значений рг и рз в начальном и конечном сечениях. [c.512] Расчеты и эксперименты показывают, что при смешении потоков в сужающейся камере (частным случаем которой является изобарическая камера) полное давление смеси может быть более высоким, чем на выходе из цилиндрической камеры при тех же начальных параметрах газов. [c.513] Основной причиной несколько большей эффективности сужающихся камер при дозвуковых скоростях является уменьшение разности скоростей потоков и снижение ударных потерь при смешении, так как процесс смешения происходит в ускоряющемся потоке. При этом, однако, следует учитывать, что увеличение выходной скорости W3 может привести к возрастанию потерь в диффузоре. [c.513] При сверхзвуковой скорости потока сужение камеры смешения приводит к уменьшению скорости течения и к снижению потерь полного давления в прямом скачке, если он возникает вблизи выходного сечения камеры (см. 7), или в системе скачков, переводящих поток в дозвуковой. В результате как при Дозвуковых, так и при сверхзвуковых скоростях отмечается возрастание полного давления смеси, в ряде случаев составляющее до 15—20 %. В связи с этим эжекторы с камерой смешения переменной площади, чаще всего с конической сужающейся камерой, находят применение в технике. [c.513] ОТ я для конических диффузоров с несколькими углами ушире-ния приведена на рис. 8.32. [c.514] Следует иметь в виду, что при работе диффузора в эжекторе со сравнительно короткой камерой смешения поле скорости на входе в диффузор обладает заметной неравномерностью, и это несколько снижает вначение коэффициента полного давления по сравнению с данными, полученными в условиях равномерного поля скоростей. [c.514] Вернуться к основной статье