Исследование коэффициента эжекции во входной части эжекторного устройства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование коэффициента эжекции во входной части эжекторного устройства

Бондарь Е.А.

Постановка вопроса. Режим работы эжекторного устройства в значительной степени зависит от количества подсасываемой жидкотекучей среды, то есть от коэффициента эжекции , определяемого по соотношению

, (1)

где G2 - секундный расход подсасываемой (эжектируемой жидкотекучей среды);

G1 - секундный расход эжектирующего потока.

В работе 1 описаны теоретические и экспериментальные исследования аэродинамики газовых потоков во входной части эжектора. Установлено, что поле скоростей в сечении газового потока во входной части эжектора соответствует аэродинамике свободной струи. При этом выделяется два участка свободной газовой струи: начальный участок - часть потока на выходе из выхлопного патрубка, в котором скорость в центре потока сохраняется равной скорости выхода из выхлопного патрубка. Автором работы 1 показано, что длина начального участка свободной газовой струи составляет примерно двенадцать радиусов выхлопного патрубка эжектирующего потока R1, то есть

, (2)

где х - расстояние от выхлопного патрубка эжектирующего потока по направлению его движения.

Для основной части газового потока установлена зависимость между значениями коэффициента эжекции и относительным сечением m

 , (3)

где f3 - площадь поперечного сечения газового потока в месте соприкосновения его со стенками канала;

f1 - площадь поперечного сечения газового потока на выходе выхлопного патрубка.

. (4)

Для начального участка струи зависимость типа m = f() не установлена.

Цель работы. Целью работы является установление аналитической зависимости между величиной m и коэффициентом эжекции для начального участка свободной струи.

Основная часть. Для установления расчетной зависимости типа m = f() использованы результаты лабораторных исследований, изложенные в работе 1 . Результаты этих зависимостей показаны на рисунке 1.

Из рисунка 1 следует, что отношение массы газовоздушной смеси в газовом потоке к массе газа в устье свободной струи в зависимости от расстояния х от устья струи изменяется по линейному закону и может быть выражено зависимостью

. (5)

При х=0 подсасывание воздуха в эжекторное устройство не происходит, тогда = 1,0. Подставляя это соотношение в формулу (5) получим: а = 1,0.

При граничном значении Х2 = 12 R1 из рисунка 1 находим =1,9 тогда подставляя в формулу (5) граничное значение Х2 = 12 R1 и=1,9 можно получить значение коэффициента b

B=(1,9- 1,0) / (12 R1 ) =0,075/R1. (6)

Рисунок 1 - Результаты экспериментальных исследований изменения параметров газового потока во входной части эжекторного устройства.

Таким образом, для начального участка газового потока имеет место зависимость

=1 + 0,075 . (7)

Соотношение массовых расходов выразим через коэффициент эжекции

== 1+в. (8)

Из совместного решения уравнений (8) и (9) находим

. (9)

Автором работы 1 установлено, что тангенс половинного угла конусности свободной струи на начальном ее участке составляет 0,145,отсюда следует

R = R1 + 0,145 Х , при 0 Х R1, (10)

где R - радиус потока газовой струи на начальном участке при расстоянии Х от устья выхлопного патрубка.

Если из уравнения (10) найти величину Х и подставить ее значение в формулу (9), то можно установить зависимость между коэффициентом эжекции и отношением радиусов газовой струи или отношением площадей поперечного сечения газового потока.

, при 0 Х R1 , (11)

где f - площадь поперечного сечения струи на некотором расстоянии Х 12 R1 от устья газового потока;

f1 - площадь поперечного сечения устья эжектирующей струи.

Обозначив отношение площадей через m из уравнения (11)получим

эжекторное устройство жидкотекучий

, при 0 Х R1, (12)

Соотношение (12) выражает связь между отношением площадей поперечного сечения газового потока на начальном участке свободной струи и коэффициентом эжекции .

Далее найдем граничные условия для величин, входящих в формулу (12).

Из соотношения (10) следует, что длина начального участка свободной струи ограничена двенадцатью радиусами устья струи, то-есть

0 Х R1. (13)

Граничное значение радиуса свободной струи на ее начальном участке определяется соотношением

R1 ? R ? 2,74 R1 . (14)

Граничное значение коэффициента эжекции на начальном участке свободной струи можно определить, подставив в соотношение(12) значение R из соотношения (14), то-есть получим

0 ? . (15)

Выводы

Для начального участка свободной струи получена зависимость для определения коэффициента эжекции и границы ее использования по расстоянию Х от устья газового потока и по величине радиуса R газового потока. Для основного участка свободной струи может быть использована расчетная зависимость (4), установленная автором работы 1.

Список литературы

1. Успенский В.А., Кузнецов Ю.М. Струйные вакуумные насосы. М.:Машиностроение, 1973. 144с.

Размещено на Allbest.ru