|
95 Течение в начальном участке камеры смешения с известным приближением можно уподобить турбулентной струе, движущейся в попутном потоке. Ввиду наличия поперечных пульсационных компонентов скорости, свойственных турбулентному движению, потоки внедряются друг в друга, образуя постепенно уширяющуюся зону смешения пограничный слой струи. В пределах пограничного слоя происходит плавное изменение параметров газовой смеси от значений их в инжектирующем газе до значений в инжектируемом газе. Вне пограничного слоя в начальном участке камеры смешения имеются невозмущенные потоки инжектируемого и инжектирующего газов. В начальном участке камеры частицы инжектируемого газа непрерывно захватываются высоконапорной струей и увлекаются сю в зону смешения. Благодаря этому и поддерживается разрежение на входе в смесительную камеру, которое обеспечивает втекание низконапорного газа в С А. В зависимости от относительных размеров СА с удалением от сопла последовательно исчезают обе зоны невозмущенного течения газов. На модели (рисунок 3.4) первым ликвидируется ядро инжектирующей струи. На некотором расстоянии от сопла, в сечении Г-Г, называемом граничным сечением, пограничный слой струи заполняет все сечение смесительной камеры. В этом сечении уже нет областей нсвозмущенных течений, однако параметры газа существенно различны по радиусу камеры. Поэтому и после граничного сечения в основном участке смесительной камеры продолжается выравнивание параметров потока по сечению. В конечном сечении камеры, отстоящем в среднем на расстоянии 8-12 диаметров камеры от начального, сечения, получается достаточно однородная смесь газов, полное давление которой роз тем больше превышает полное давление инжектируемого газа р02, чем меньше коэффициент инжекции и. Оптимальное проектирование СА сводится к выбору таких его геометрических размеров, чтобы при заданных начальных параметрах и соотношении расходов газов получить наивысшее значение полного давления смеси, либо при заданных начальном и конечном давлени |
инжекции и. В камеру смешения инжектирующий и инжектируемый газы входят в виде двух раздельных потоков: в общем случае они могут различаться по химическому составу, скорости, температуре и давлениям. Смешение потоков означает в конечном счете выравнивание параметров газов по всему сечению камеры. Весь процесс смешения можно условно разделить на два этапа начальный и основной. Соответственно выделяются два участка смесительной камеры рис. 3.10 /81,82/. 66 Рисунок 3.10 Изменение поля скоростей по длине камеры смешения Течение в начальном участке камеры смешения с известным приближением можно уподобить турбулентной струе, движущейся в спутном потоке. Ввиду наличия поперечных пульсационных компонентов скорости, свойственных турбулентному движению, потоки внедряются друг в друга, образуя постепенно уширяющуюся зону смешения пограничный слой струи. В пределах пограничного слоя происходит плавное изменение параметров газовой смеси от значений их в инжектирующем газе до значений в инжектируемом газе. Вне пограничного слоя в начальном участке камеры смешения имеются невозмущенные потоки инжектируемого и инжектирующего газов. В начальном участке камеры частицы инжектируемого газа непрерывно захватываются высоконапорной струей и увлекаются ею в зону смешения. Благодаря этому и поддерживается разрежение на входе в смесительную камеру, которое обеспечивает втекание низконапорного газа в инжектор. В зависимости от относительных размеров инжектора с удалением от сопла последовательно исчезают обе зоны невозмущенного течения газов; так, на модели рис. 3.10 первым ликвидируется ядро инжектирующей струи. На некотором расстоянии от сопла, в сечении Г-Г, называемом граничным сечением, пограничный слой струи заполняет все сечение смесительной камеры. В этом сечении уже нет областей невозмущенных течений, однако параметры газа существенно различны по радиусу камеры. Поэтому и после граничного сечения в основном участке смесительной камеры продолжается выравнивание параметров потока по сечению. В конечном сечении камеры, отстоящем в среднем на расстоянии 8 1 2 диаметров камеры от начального сечения, получается достаточно однородная смесь газов, полное давление которой р0з тем больше превышает полное давление инжектируемого газа р02, чем меньше коэффициент инжекции и. Рациональное проектирование эжектора сводится к выбору таких его геометрических размеров, чтобы при заданных начальных параметрах и соотношении расходов газов получить наивысшее значение полного давления смеси, либо при заданных начальных и конечном давлениях получить наибольший коэффициент инжекции. Независимо от особенностей течения газов при смешении происходит выравнивание скорости газов по сечению камеры путем обмена импульсами между частицами, движущимися с большей и меньшей скоростью. Этот процесс сопровождается потерями. Помимо обычных гидравлических потерь на трение о стенки сопел и камеры смешения, для рабочего процесса эжектора характерны потери, связанные с самим существом процесса смешения. Далее поток поступает в диффузор, где давление его растет от рз до рс, а скорость снижается от \у3 до \ус. При давлении рс со скоростью \ус смешанный поток выходит из струйного аппарата. В диффузоре происходит преобразование кинетической энергии в потенциальную и тепловую. В связи с низкой степенью сжатия СА, планируемый к внедрению, по классификации /71/ можно отнести к газоструйным компрессорам. Под характеристикой СА понимается уравнение, описывающее для заданных геометрических размеров аппарата зависимость коэффициента инжекции или производительности от внешних параметров взаимодействующих потоков. Для СА неизменных геометрических размеров оптимальные условия 67 |