Расчет газового одноступенчатого эжектора

;

   

;                                                                               

Для определения значений давлений торможения в характерных сечениях эжектора воспользуемся следующими уравнениями:

;

;

;

;

Пренебрегая потерями на трение в сечениях 1` и 2

вычисляю соответствующие значения давлений торможения:

;

;

1.3 Определение расхода  газа и размеров сечений сопла  и камеры

Скорость потока на выходе из сопла (сечение 1):

По заданным , , l₁, F₁ расход G₁ определяется по формуле:

;

где

;

.

Расход G₂ определяется по формуле:

.

Критический диаметр  сопла

.

Диаметр камеры смешивания

.

Длина камеры смешивания

Длина диффузора

.

Площадь сечения 3

.

Находим геометрические параметры сечений 0 и Н:

;

        

;

;

 

;

По полученным размерам строим чертёж эжектора (приложение 1).

1.4 Определение статических давлений в характерных сечениях и построение графика изменения давления вдоль эжектора

Расход газа через  сечение 3

.

По уравнению неразрывности

,

для нахождения F₄ задаемся ГДФ

λ₄ = 0,6

 

;

отсюда находим F₄

                  

 

находим длину диффузора: 

По уравнениям неразрывности находим ГДФ в сечениях 0 и Н:

В результате расчётов методом  итераций получаем:

Находим ГДФ 

;

;

;

;

;

;

;

;

.

 

 

 

По найденным ГДФ  находим статические давления во всех сечениях:

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Зададимся значениями статического давления и давления торможения, при которых соответствующие графики для разных потоков сходятся. Для статического давления , для давления торможения .

Значения давлений на графике будут  откладываться в зависимости от положения сечения. За начало координат примем сечения на входе в эжектор, т.е. 0 и Н. Тогда:

 

;

;

;

;

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, получаем следующие исходные данные для графика

 

Таблица 3-Зависимость  параметров потоков газа по длине  эжектора

l, мм	рВНУТР, кПа	рВНЕШ, кПа	р*ВНУТР, кПа	р*ВНЕШ, кПа
0	248,4	102,9	248,4	103,0
365	155,1	74,4	244,7	101,9
731	57.9	64,6	244,7	101,9
914	62,0	62,0	103,3	103,3
1828	77.4	77.4	108.4	108.4
1895	91	91	106.2	106.2

 

Таблица 4-Зависимость параметров потоков газа по длине эжектора

l, мм	λВНУТР	λВНЕШ, кПа
0	0,02246	0,10107
365	1	0,84
731	2.23782	1
914	0,7	0,7
1828	0,87	0,87
1895	0,6	0,6

 

2 Расчет эжектора на докритическом режиме

 

Для расчета эжектора на докритических  режимах используются те же уравнения  что и при расчете критического режима. Определение неизвестного n, ГДФ и на докритических режимах производится в следующей последовательности:

а) выбираем произвольное l₂ из интервала (0, l_2кр);

б) вычисляем ГДФ z(l₂) и q(l₂) по формулам

;

в) определяем параметр n

;

г) по найденным z(l₂) и n определяем z(l₃), l₃ и q(l₃)

;

;

;

д) вычисляем  и

;

.

 

 

Для первого докритического режима принимаю l₂=0,3.

ГДФ z(l₂) и q(l₂):

Параметр n

;

ГДФ z(l₃), l₃ и q(l₃)

;

;

 и 

;

.

для нахождения F₄ задаемся ГДФ

λ₄ = 0,2

 

;

отсюда находим F₄

                  

 

находим длину диффузора: 

Находим ГДФ 

;

;

.

По найденным ГДФ находим статические давления во всех сечениях:

;

;

.

 

Таким образом, получаем следующие исходные данные для графика

 

 

 

 

 

 

Таблица 3-Зависимость  параметров потоков газа по длине эжектора

l, мм	рВНУТР, кПа	рВНЕШ, кПа	р*ВНУТР, кПа	р*ВНЕШ, кПа
0	248,4	102,9	248,4	103,0
365	155,1	74,4	244,7	101,9
731	57.9	64,6	244,7	101,9
914	62,0	62,0	103,3	103,3
1828	104.5	104.5	109.8	109.8
2022	105.8	105.8	107.6	107.6

 

Таблица 4-Зависимость параметров потоков газа по длине эжектора

l, мм	λВНУТР	λВНЕШ, кПа
0	0,02246	0,04731
365	1	0,3
731	8.2	1
914	0,6	0,6
1828	0,34	0,34
2022	0,2	0,2

 

Для второго докритического режима принимаю l₂=0,6.

ГДФ z(l₂) и q(l₂):

Параметр n

;

ГДФ z(l₃), l₃ и q(l₃)

;

;

 

 

 и 

;

.

для нахождения F₄ задаемся ГДФ

λ₄ = 0,4

 

;

отсюда находим F₄

                  

 

находим длину диффузора: 

 

 

 

 

 

 

Находим ГДФ 

;

;

По найденным ГДФ  находим статические давления во всех сечениях:

;

;

.

 

Таким образом, получаем следующие исходные данные для графика

 

Таблица 3-Зависимость  параметров потоков газа по длине  эжектора

l, мм	рВНУТР, кПа	рВНЕШ, кПа	р*ВНУТР, кПа	р*ВНЕШ, кПа
0	248,4	102,9	248,4	103,0
365	155,1	74,4	244,7	101,9
731	57.9	64,6	244,7	101,9
914	62,0	62,0	103,3	103,3
1828	93	93	110	110
1953	100	100	107	107

 

Таблица 4-Зависимость параметров потоков газа по длине эжектора

l, мм	λВНУТР	λВНЕШ, кПа
0	0,02246	0,10107
365	1	0,6
731	3.80182	1
914	0,65	0,65
1828	0,61	0,61
1953	0,4	0,4

 

 

3 Расчет эжектора на  режиме запирания

На режиме запирания при достаточно высоком , вследствие увеличения скорости l_1` и уменьшения площади сечения F_2’ сверхзвуковой струи газа эта струя «запирается». При этом G₂, l₂, n равны нулю и на выходе из эжектора G₃=G₁, т.е. в эжекторе течет только эжектирующий газ G₁.

Характеристика  для режима запирания определяется в следующей последовательности.

а) По заданному a и найденному ранее определяют q(l_{1`</sub>)<sub>зп</sub>, по которой методом последовательного приближения находится соответствующая l<sub>1`зп}:

.

Исходя из зависимости

,

методом последовательных приближений  находим l_1`=2,319.

 

б) По найденной l_1`зп из (2) находят , а по заданным к, a и найденным , ; найдем :

;

в) По найденному и заданным найдем :

 

 

Таблица 5-Зависимость отношений давлений потоков газа по длине эжектора

 

λ2		n
0,84	1.04223	10.43705
0,6	1.05647	8.72303
0,3	1.05523	4.9

 

Заключение

По полученным данным  делаем вывод о том, что критический режим является лучшим с точки зрения наиболее высокого коэффициента эжекции.Таким образом на критическом режиме эжектор наиболее эффективен.