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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 267

Скачиваний: 10

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Поэтому общая зависи­ мость для коэффициента k имеет вид:

k = C + D H l,

где С и D — постоянные

ко­

 

 

эффициенты.

Согласно иссле­

 

 

дованиям

[48]

коэффициент

D

 

 

значительно

меньше

коэффи­

 

 

циента С. Поэтому в заданном

 

 

диапазоне

изменения

парамет­

 

 

ра Я] в целях упрощения мо­

 

 

жет быть принято среднее зна­

 

 

чение k.

Так,

при

изменении

 

 

# 1 ОТ 0,5 ДО 1,3 коэффициент k

Рис.

122. Зависимость диодности

составляет 1,2.

А

и В

мо­

сопловой камеры от параметра MG

Коэффициенты

 

 

гут быть

найдены

из

условия

 

 

согласования экспериментальных

и

расчетных коэффициентов

обратного сопротивления. Для этого по заданным значениям от­ носительных геометрических параметров сопловой камеры Я ь Ь\

и D c и принятым значениям коэффициентов а и ао (см. раздел,

относящийся к прямому сопротивлению) определяется коэффи­ циент £пхЗатем вычисляется разность между значением коэф­ фициента обратного сопротивления, полученным эксперимен­ тально, и £вхДалее определяется такое значение коэффициента е, при котором указанная разность равна сумме коэффициентов ьвмх 11 ?расПолученная указанным образом зависимость е от

параметра Я ь может быть аппроксимирована следующей фор­ мулой:

е = _0Л0_ 0,05.

(362)

я,

 

Диодность сопловых камер может быть определена на основе полученных выше зависимостей для оценки прямого и обратного сопротивлений. Результаты расчетов по указанным зависимос­ тям в диапазоне изменения D c = 2 -н 8, Н\ = 0,5 -н 2 и Ь\ =

= 0,2 -г 1 показали, что диодность сопловых камер определяет­

ся в основном параметром соб = хг/4&іЯі. На рис. 122 приведена зависимость диодности от указанного параметра. Как можно

видеть, при значении параметра о>б > 0,9 диодность сопловых камер отрицательна, т. е. их прямое сопротивление больше об­

ратного. При (Об = 0,9 диодность равна единице, а при (Об < 0,9 она положительна.

267


5. Определение прям ого и обратного сопротивления вихревой камеры и ее диодности

При определении прямого сопротивления вихревой камеры можно воспользоваться полученными ранее формулами для оценки обратного сопротивления сопловой камеры. Такой подход является правомерным, так как явления, возникающие в вихре­ вой камере при течении в прямом направлении, аналогичны яв­ лениям, имеющим место в сопловой камере при течении через нее жидкости в обратном направлении.

Действительно, прямое сопротивление вихревой камеры скла­ дывается из сопротивлений выхода, расширения в камере и вхо­ да в тангенциальное сопло. Таким образом, коэффициент пря­ мого сопротивления (£Вк)пр вихревой камеры можно вычислять по формуле

 

(363}

Коэффициент выхода £вых определяется по

графику рис.

121, а. Коэффициент £рас находится из выражения

(356), которое

врассматриваемом случае записывается в виде

Вотношении коэффициентов k и е остаются в силе замеча­

ния, сделанные выше при рассмотрении обратного сопротивле­ ния сопловой камеры.

Коэффициент сопротивления входа в тангенциальное сопло определяется по формуле (357), которая записывается в следу­ ющем виде:

Если коэффициент £'вх отнести к сечению осевой трубки, то

для коэффициента входа получаем зависимость:

2

(365)

Таким образом, используя формулы (364), (365) и график, представленный на рис. 121, а, по уравнению (363) можно вы­

числить коэффициент (U-)np прямого сопротивления вихревой камеры.

Обратное сопротивление обусловлено наличием в вихревой камере закрученного потока. В этом случае имеет место харак­ терное распределение статического давления в поперечном сече­

268


нии камеры: максимум у ее ци­ линдрической стенки и минимум в

центре

(рис.

123).

 

 

 

 

 

 

В центральной

области

кривая

 

статического

давления

на

некото­

 

ром

расстоянии

г0

от

оси

камеры

 

пересекает горизонтальную

линию,

 

отвечающую

выходному

давлению

 

Рвых *.

 

Общий

перепад

давления

 

на

вихревой

камере складывается

 

из перепада Дрк на камере и пере­

 

пада

Ар п

на

выходе

 

из

нее

 

(рис. 123):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Др = Дрк + Д р в.

 

 

 

Для определения перепада Дрк

 

можно

воспользоваться

 

уравнени­

 

ем

(252)

радиального

 

равновесия

Рис. 123. Параметры вихре­

элемента

потока.

 

Если

 

учесть,

что

вого диода

во

внешней

области

абсолютная

 

 

 

 

скорость по

модулю практически совпадает с

окружной,

то в

уравнении

(252)

справедливо

считать (тГ2)

=

(тгг)

=

0. Это

условие позволяет

также пренебречь членом

1

Л

(сю • и?)

 

, —

по

сравнению

с членом

ѵ0и-

 

если принять во

. Действительно,

внимание, что ыг =

Q

, то можно получить

следующее

выра-

2 Пгң

жение:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— .— (а0и?) = аои~г

 

 

 

 

 

 

 

 

9

хг \ о

г/

 

 

 

 

Таким образом, отношение первого члена в левой части

уравнения (252) ко второму

составляет

Но

так

как

Щ,

иг, то указанное отношение весьма мало. Принимая также

во внимание, что распределение

скоростей

и „ по

вертикали

близко к равномерному («о ~

1), из первого

уравнения

(252)

получаем

 

 

 

 

 

 

 

Р“ т

 

 

(366)

 

dp = —

—dr.

 

 

Г

Распределение тангенциальных скоростей во внешней облас­ ти выражается зависимостью (259), которая может быть запи­ сана в форме

=Л,Ф),

*В частном случае это давление м ож ет быть равно атмосферному.

269



где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/(Л> Ф) =

■nU+фО—n1-25)]1*33

 

 

 

 

 

Учитывая это, получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dP =

PuUf2 (n, Ц)-у =

Р“ У

2 (Л ,

'Ф)-

гіг|

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

так как т) = r/R,

 

 

dr//?. Интегрируя

 

 

 

 

 

а

dr\ =

в пределах от

г =

= гв = dB/2 до

г =

/? = Ö/2, находим перепад

давления

на

ка­

мере:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Арк =

 

 

 

ры*я f Р К

 

 

 

Р“і я

 

(367)

 

Р к —

Р в =

Ф ) ^

=

2 f K

2

 

 

 

 

 

где FK =

Р

(п, -ф) —

— некоторая

функция,

зависящая от

 

J

 

 

Ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

параметра

камеры

ф и относительного диаметра выходного от-

1/F,

 

 

 

 

 

верстия

т]в = -^ --

Н азо­

 

 

 

 

 

вем

F K функцией камеры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 124 приведена за ­

 

 

 

 

 

 

 

висимость \/FK от указан­

 

 

 

 

 

 

 

ных

параметров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

определения

пе­

 

 

 

 

 

 

репада давления Ара на

 

 

 

 

 

 

 

выходе

из

камеры

вос­

 

 

 

 

 

 

пользуемся

исследовани­

 

 

 

 

 

 

 

ем распределения

стати­

 

 

 

 

 

 

 

ческого давления в вихре­

 

 

 

 

 

 

вых элементах, выполнен­

 

 

 

 

 

 

 

ным

В.

Ю.

Рыжневым

 

 

 

 

 

 

 

для

широкого

диапазона

 

 

 

 

 

 

 

изменения

 

геометриче­

 

 

 

 

 

 

 

ских

параметров

рабочих

 

 

 

 

 

 

 

камер.

Согласно

этому

 

 

 

 

 

 

 

исследованию,

в области

 

 

 

 

 

 

 

г ^ г о распределение

дав­

 

 

 

 

 

 

 

ления может быть доста­

 

 

 

 

 

 

 

точно точно описано

уни­

 

 

 

 

 

 

 

версальной

зависимостью

 

 

 

 

 

 

 

р = рм( 1 - 1,72^ + 0,72^),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

(368)

 

 

 

 

 

 

 

где р — давление в про­

Рис.124.К определениюфункцииFK

 

извольной

точке;

ри ■—

270