ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Костерин, Н. И. Ющенко в а, Структура, параметры и взаимодействие сверхзвуковых струй в современных вакуумных насосах из "Тепло- и массоперенос Том 3 Общие вопросы теплообмена " Течение пара вакуумного масла в сопле пароструйного насоса при низком давлении пара в испарителе (Ро=Юн-2 мм рт. ст.) характеризуется значительной разреженностью Re=ilO -10 (число Re рассчитывается по параметрам течения и длине сопла или диаметру сопла). [c.446] При этом влияние вязкости может. распространиться на существенную часть поля течения в сопле, в связи i чем действительное число М на срезе сопла становится существенно меньше Мщ, рассчитанного без учета вязкости, и профиль скорости на срезе характеризуется значительной неравномерностью. 1В некоторых случаях для очень низких давлений Ро возможно полное пропадание изоэнтропического ядра потока и понижение числа М по оравнению с расчетным в несколько раз. [c.446] Для определения влияния разреженности потока на параметры былк произведены экспериментальные исследования, позволившие смоделировать условие течения в соплах вакуумных насосов по критериям Re и М. [c.446] Исследования проводились па двух аэродинамических установках низкой плотности воздушной (рис. 1) и паро масляной (рис. 2). [c.446] Результаты для исследованных сопел, приведенные на рис. 3, пока- зывают, что только при нек0Т0 рых значениях Ро расчет числа М по зависимостям (1), (2) при использовании опытных данных Рст, Р о дает совпадающий результат, характерный для изоэнтроиичности течения. [c.448] Исследование истечения разреженного пара вакуумного масла из осесимметричных солел также показали неравномерность профиля на срезе и существенное отклонение Мд от Мид при ReD 10 . [c.449] Были рассчитаны пограничные слои для двух сопел с существенно различными режимами течения, выбранными для предельно возможных критериев М и Re осуществляемых при работе насосов. [c.450] Результаты расчета пограиичного слоя, приведенные в табл. 2 и на рис. 6, показывают существенную зависимость относительной толщины слоя b/R p от режима истечения Pq. Однако в связи с тем, что при достаточно больших разрежениях выполненные расчеты следует рассматривать только как оценочные, были проведены экспериментальные-исследования ра определения параметров на срезе сопел для данных режимов. Опыты (производились на 1паромасляной вакуумной установке. [c.451] Подро бное описание установки приведено в Л. 2]. Схематический чертеж шаровой вакуумной установки приведен на рис. 5. [c.451] Установка состоит из вакуумной камеры, кипятильника с пароперегревателем и откачной системы. [c.451] Паровая сверхзвуковая струя образовалась в результате истечения пара через осесим метричное со(Пло Лаваля из кипятильника с давлением пара Ро= 2 3 мм рт. ст. и температурой Го= 190 230° С в вакуумную камеру с давлением Рв 10 мм рт. ст. iB качестве рабочей жидкости использовалось вакуумное масло с большим молекулярным весом и низкой упругостью пара. Стенки вакуумной камеры охлаждались водой и имели температуру ст 20°С, так что паровая струя конденсировалась на стенках камеры, а конденсат через специальный слив стекал в кипятильник. Для предотвращения конденсации пара при расширении в сверхзвуковой паровой струе производился перегрев пара в дозвуковой части сопла до 300 ° С. [c.451] Для исследования параметров на срезе сопла 3 использовались газобалластные зонды полного напора, позволившие получить распределение давления торможения иа срезе и вблизи сопла. Для сопла 4 при помощи конденсационных зондов производились измерения расходного поля и количества движения на срезе сопла. Полученные опытные, данные приведены в табл., 2 я на рис. 6. [c.451] Для теоретической оценки доля параметров в струе использовались метод характеристик для осесимметричных течений, а также приближенный метод расчета, разработанный ранее в [Л. Й]. На, рис. 7 приведены рассчитанное изменение проекции количества движения на ось л и сопоставление с опытными данными, полученными на паромасляной уста-HOBiKe (Мср= 2 х=1,05). [c.452] Исследование структуры паровой струи производилось методом конденсации пара на холодной поверхности, примененным ранее для исследования сверхзвуковой паровой струи в вакууме [Л. 2]. Этот метод является особенно удобным, поскольку внесение холодных поверхностей в область сверхзвуковой паровой струи не искажает структуру струи, так как практически весь пар, соприкасающийся с повер.кностью, конденсируется (количество жидкости, испаряющейся с поверхности конденсатора, ничтожно мало из-за низкой упругости пара при температуре конденсатора). Так, для условий эксперимента при ст 20°С, количество испаряющегося масла составляло 10 —7 10 г/сж сек. [c.452] Определение чисел М производилось по формуле Рэлея с введением соответствующей поправки к измеренной величине Р при Red 50 (за характерный размер d принят был внешний диаметр зонда) (см. рис. 2). [c.455] Опытные данные по исследованию влияния чисел Мер на поле параметров струи, приведенные на рис. 9, 10 показали, что качественный характер изменения чисел Мир сохраняется неизменным для всех чисел Мер, однако количественные закономерности существенно изменяются с увеличением Мер происходит удлинение ядра струи, давление в центральной области падает более медленно,, при этом границы струи более сжаты, так как угол раствора струи уменьшается. [c.455] Последнее выражается, в сжатии линии равных шараметров в направлениях, перпендикулярных оси струи, и уменьшении градиентности вдоль оси. Следовательно, для получения более узкой равномерной струи необходимо увеличить число Мер. [c.455] Влияние изменения показателя и=l,4- l,05 на структуру струй оценивалось по данным расчета и экспериментов. [c.456] Вернуться к основной статье