Файл: Лебедев И.В. Элементы струйной автоматики.pdf

Коэффициент kj определяется уравнением (267) н характе­

ризует долю полного импульса струи, проходящую через часть ird°-

Учитывая, что

В уравнения (272), (273) и (274) входит коэффициент £, учи­ тывающий обратный поток; причем структура этого потока, как уже отмечалось, неизвестна. Коэффициент | можно определить на основе экспериментальных данных. Рассмотрение предель­ ных случаев, а также анализ картины течения показывают, что величина g должна зависеть от отношения диаметра приемного отверстия к диаметру струи и от относительного расхода выхода q = Q B/QB. Поперечный размер струн обычнохарактеризуют

180

расстоянием г/о,і от оси струи до точки, в которой скорость равна 10% максимальной скорости в данном сечении. Следовательно, диаметр струи составляет 2 //0,ь а относительный диаметр выхода

у ' = d B/ 2t jo , i.

Будем иметь в виду, что при у'-> -0 коэффициент £-»-0,5. При выводе выражения для у' воспользуемся формулой

где т]о,і — безразмерная поперечная координата точки, в которой

НхІU-xм = 0 ,1 .

рактеристики. Эксперименты проводились в два этапа. На пер­ вом этапе исследовалось восстановление давления при нулевом расходе на выходе, на втором этапе определялась зависимость давления на выходе от расхода (выходная характеристика).

Эксперименты на первом этапе проводились при различных диаметрах питающего и приемного сопел и различном расстоя­ нии /„ между ними (рис. 71, а). Числа Рейнольдса Re были рав­

ны 985 II 1220 II поддерживались постоянными во всех экспери­ ментах посредством регулировки давления питания.

На втором этапе эксперименты проводились при Re = 985 и 1220 и Ік = 7 мм. Расходы определялись по перепаду давлений

на тарированном дросселе.

Экспериментальные, зависимости ра/рп от IJd R e для различ­ ных у показаны на рис. 72, а сплошными линиями. На этом же

рисунке штриховыми линиями проведены кривые, рассчитанные по уравнению (273) при £ = 1. Расчетные линии лежат значи­ тельно ниже экспериментальных. Это свидетельствует о том, что обратный поток оказывает существенное влияние на величину

181

5)

Рис.72.Передачаэнергииламинарнымиструями:

а — зависим ость восстановления давлени я от парам етра

d Re

мость поправки 5 от отнош ения диам етров ѵ

асимптотически стремясь к значению 1,85. Эта поправка может быть аппроксимирована следующей формулой:

Выходные характеристики, снятые для различных значений у отношений диаметров приведены на рис. 73, а. Обработка ре­

зультатов экспериментов показала, что с увеличением расхода на выходе QB/Q n поправка уменьшается. Это объясняется уменьшением расхода обратного потока при увеличении расхода нагрузки.

Уменьшение поправки удобно учесть, введя вместо | коэффи­ циент IQ такой,что

(рис. 73, б), построенному по опытным данным.

Кривые, рассчитанные по уравнению (273) с учетом формул (276) и (277), удовлетворительно согласуются с результатами эксперимента.

Рассмотрим теперь некоторые результаты экспериментально­ го исследования передачи давления осесимметричными смешан­ ными струями. Прежде всего, проанализируем графики, пред­

ставленные на рис. 74, а, б, являющиеся результатом указанно­

го исследования.

Сравнение графиков приводит к несколько неожиданному выводу. При небольших отношениях диаметров (у = 3,45) вос­

182

становление давления рв/рп при переходе ламинарного течения

в турбулентное резко уменьшается; при больших же значениях отношения диаметров (рис. 74, б) характер зависимости изме­

няется — при переходе ламинарного течения в турбулентное восстановление давления p j p n резко увеличивается. Интересно

отметить, что при определенных соотношениях размеров эта за ­ висимость является немонотонной: при увеличении Re восстанов­ ление давления сначала увеличивается, затем уменьшается.

Все эти результаты удовлетворительно объясняются в рамках приведенного выше анализа. Воспользуемся приведенным на рис. 74, в графиком зависимости поправки § от параметра у'.

Как видно, величина | сначала увеличивается от 0,5 до 1,9, за­ тем уменьшается от 1,9 до 1.

При переходе ламинарного течения в турбулентное величина у' уменьшается по мере увеличения числа Рейнольдса. При этом поправка £ изменяется в соответствии с графиком рис. 74, в.

Рис.73.К расчетувыходныххарактеристик:

а — выходные характеристики; о — зависимость коэффициента «4 от на­ грузки

Рис.74.Передачаэнергиисмешаннымиструями:

а— у — 3,45; 6 —у = 5,5; в— зависимость поправки | от Y

183

Поэтому для больших значений у ламинарному течению соот­

ветствует правая ветвь кривой. При увеличении числа Рейнольд­ са происходит сначала увеличение поправки £, а затем-— сниже­ ние. При меньших же отношениях диаметров ламинарному тече­

184