ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности работы эжектора со сверхзвуковым соплом из "Прикладная газовая динамика. Ч.1" При сверхкритических отношениях давлений эжектирующий газ покидает нерасширяющевся сопло со звуковой скоростью, причем статическое давление в нем превышает давление в окружающем его эжектируемом газе дальнейшее расширение и разгон газа до сверхзвуковых скоростей происходит в начальном участке свободной струи. Если применить расчетное сверхзвуковое сопло, то расширение газа произойдет полностью внутри сопла, на срезе сопла давление газа р сравняется с давлением эжектируемого потока рз рассмотренного выше начального участка не будет. [c.535] Различие между этими процессами состоит в том, что течение газов в начальном участке свободной струи происходит без воздействия внешних сил, т. е. при сохранении суммарного импульса потоков, в то время как прн ускорении в сверхзвуковом сопле вследствии силового взаимодействия с его стенками суммарный импульс потока может измениться. В первом случае сверхзвуковой поток в сечении запирания существенно перерас-ширен в центральной части потока статическое давление значительно ниже, а скорость соответственно выше, чем на границе струи. [c.535] Во втором случае при надлежащей профилировке сопла можно на выходе из него получить сверхзвуковой поток с постоянными по всей площади параметрами и статическим давлением, равным давлению в окружающем его эжектируемом потоке. [c.535] Очевидно, что различие в площади камеры будет тем больше, чем больше отношение давлений По, т. е. чем больше увеличение площади потока в сечении запирания, и чем меньше коэффициент эжекции. С уменьшением относительной площади камеры, как уже указывалось, можно при тех же начальных параметрах газов и A3 1 получить эжектор с большей напорностью. Поэтому в случае больших отношений давлений (По 5—7) и при малых значениях коэффициента эжекции п 0,4—0,5) может быть целесообразным применение в эжекторе сверхзвукового сопла для эжектирующего газа. [c.536] Расчеты, однако, показывают, что наивыгоднейшие параметры эжектора получаются при степени расширения сопла, заметно меньшей расчетного зпачения. Па рис. 9.20, 9.21 приведены расчетные кривые Ю. Н. Васильева, показывающие изменение полного давления смеси газов (Яз 1) в зависимости от выбранной величины приведенной скорости эжектирующего газа в выходном сечении сопла при постоянных значениях коэффициента эжекции и отношения полных давлений газов. Кривые п = onst соответствуют, таким образом, эжекторам с одинаковыми начальными параметрами и расходами газов, но с различной степенью расширения сверхзвукового сопла эжектирующего газа. Значение Я1=Яр1 соответствует расчетному сверхзвуковому соплу (для По = 10, Яр1 = 1,85 для По = 50, Кх = 2,09). [c.537] Чтобы установить, является ли такое сопло (рис. 9.22) оптимальным в указанном выше смысле, определим, как меняется статическое давление в каждом из потоков на небольшом участке с — с вблизи выходного сечения сопла. [c.539] Расчеты показывают (рис. 9.24), что действительно на конечном участке расчетного сверхзвукового сонла при всех значениях По, га и а давление во внешнем потоке выше, чем во внутреннем. Сила реакции АР, действующая на стенки этой части сопла, направлена в сторону движения струи, т. е. ДР 0. Как было установлено выше, действие этой силы приводит к увеличению площади максимального сечения струи. Если отбросить концевую часть сопла от сечения, где Р =Р2, то суммарная сила избыточного давления, действующая на поток со стороны стенок сверхзвуковой части сопла ), возрастет и площадь максимального сечения струи уменьшится. При этом появляется возможность уменьшить суммарную площадь канала, если заданы параметры и расход внешнего потока и, следовательно, площадь его критического сечения Р р2. [c.541] Если сохранить постоянной площадь канала, то увеличится расход внешнего газа — режим работы отдалится от режима запирания. [c.541] Одновременно из-за уменьшения перерасширения газа снизятся суммарные внутренние потери в скачках уплотнення на начальном участке струи и повысится полный напор полученной смеси газов. [c.541] На рис. 9.26 приведены зависимости Ро/Рр = /(геУ0), где — расчетная, Ра — оптимальная площадь выходного сечения сопла. [c.542] Таким образом, физический смысл существования оптимальной степени расширения сопла, которая меньше расчетного значения, заключается в том, что вследствие различного градиента давлений в эжектирующем и эжектируемом потоках вблизи выходного сечения расчетного сопла всегда имеется участок перерасширения, которое отрицательно сказывается на параметрах системы. [c.542] Вернуться к основной статье