|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
6 |
|
|
С О |
0 ,2 |
0 ,4 |
0,6 |
0 ,8 |
0,9 |
|
|
— |
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
1,24 |
1,63 |
2,23 |
3,06 |
2 ,88 |
|
|
£ п р |
0,67 |
0,3 9 |
0,1 9 |
0 ,07 |
0,04 |
|
|
Диффузорный |
диод. |
Пря |
|
|
мое |
сопротивление |
в |
таком |
|
|
диоде складывается |
из |
сопро |
|
|
тивления плавного входа и со |
|
Рис.132.Диффузорный диод: |
противления |
диффузора |
(рис. |
|
132, |
а). Если |
радиус г скругле- |
|
а — прямой поток; б — обратны й по- |
|
ния |
входной |
кромки |
|
выбран |
|
|
|
|
|
так, |
что rjd ^ 0,2, то |
коэффи |
|
циент сопротивления входа £вх = |
0,03. Потери |
в диффузоре обу |
|
словлены расширением потока и |
трением |
со |
стороны |
стенок. |
Коэффициент сопротивления диффузора равен сумме коэффи циентов сопротивления расширения и трения: £ДНф = £рас + £трКоэффициент £Рас определяется по формуле £рас = ср(1 — <о/П)2 [22]. Для нахождения коэффициента ср в пределах 0 < ß < 40° рекомендуется следующая зависимость:
4> = 3 , 2 t g - | - j / Atg -fi-.
Коэффициент сопротивления трения вычисляется по формуле
|
|
|
|
|
|
- ( £ ) |
’ ] • |
(387) |
где л — коэффициент гидравлического трения. |
|
Таким образом, |
коэффициент прямого сопротивления |
|
J5 |
4 |
/ |
|
|
|
1 — |
|
L P= 0,03 + 3,2 t g ^ - J / |
“ |
2 |
I |
Q |
|
|
2 |
V |
8 sin ß |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(388) |
Обратное сопротивление (рис. 132, б) |
складывается |
из со- |
противления |
конфузора |
и |
сопротивления |
внезапного расшнре- |
ния: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Соб |
£кон Т" £вр • |
|
|
Коэффициент |
сопротивления |
конфузора |
кон находится |
по фор- |
муле [22] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
£кон = |
'Пf |
1 |
ГГ ) + £тр> |
(389) |
где г) —Iкоэффициент, зависящий от геометрии входа в конфузор и, в первую'очередь, от угла конфузора ß и его относительной длины l/d (рис. 132). Коэффициент £тр определяется по формуле
(387), а £Вр = (1 — со/й)2. Таким образом, |
|
|
£об = гІ ( 1| — |
1 - ( ^ 2 |
- ь П - f |
(390) |
|
ß |
|
|
8 sin —
2
Для уменьшения прямого сопротивления необходимо, чтобы угол ß был выбран таким, при котором коэффициент ?пр оказы вается минимальным. Этот угол определяется по формуле [22]
V ft, п — 1 /
где k\ — коэффициент, характеризующий равномерность распре деления скоростей на входе в диффузор; п = Q/co — степень рас
ширения.
Результаты расчетов диодности Д по формулам (388) и (390)
приведены в табл. 7 *.
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 7 |
|
(0 |
0,1 |
0 ,2 |
0 ,3 |
0,4 |
0 ,5 |
0 .6 |
0 ,8 |
0,9 |
|
7Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
5,86 |
5,59 |
4,7 8 |
4 ,0 2 |
3 ,2 6 |
2,62 |
1,1 |
0,7 4 |
|
Спр |
0,1 5 5 |
0,124 |
0 .1 1 2 |
0,099 |
0,086 |
0,0 7 |
0,047 |
0,036 |
Аэродинамический клапан. Вследствие сложности очертания
проточной части клапана возможна лишь приближенная теоре тическая оценка его прямого и обратного сопротивлений. В пря мом направлении общий коэффициент сопротивления £ігр скла
|
|
|
|
|
|
|
дывается |
из коэффициентов |
сопротивлений |
плавного входа |
в камеру |
клапана |
£вх і, сопротивления |
камеры |
£кам, |
плавного |
входа в диффузор |
£вХ 2 и сопротивления диффузора |
£дші>: |
|
|
£пр = £вх1 + |
£кам + £вх2 + Сдпф' |
|
( 3 9 2 ) |
Коэффициент сопротивления £ 'х |
плавного |
входа |
в камеру |
при оптимальном отношении радиуса скругления к величине за зора h может составлять 0,03. Если этот коэффициент отнести
к сечению горловины диффузора, то его величина
ltd2 |
0,03 |
(393) |
£вх = о .о з |
16D2h2' |
4itDh |
|
где D = Djd, a h — hjd.
* Расчеты выполнены в предположении равномерного распределения ско ростей на входе в диффузор. В этом случае fti = 1. П ринималось так ж е сред нее значение Я = 0,02.
д
Рис. 133.Аэродинамическийклапан:
а — расчетная схем а; б — характеристики диодностн
Приближенная оценка коэффициента сопротивления камеры
может |
быть |
выполнена, если |
исходить из |
следующего |
(рис. |
133, а). |
Поток входит в камеру |
и движется |
к ее центру, |
взаимодействуя с одной стороны с твердой поверхностью, а с дру гой — с жидкостью, находящейся в камере. В первом приближе нии можно полагать, что толщина потока в зоне R ^ г гг
остается постоянной и равной /г. На границе потока действуют напряжения трения тт со стороны твердой поверхности и тР со стороны жидкости в камере. При сопоставлении указанных на пряжений оказывается, что обычно тР тт.
Напряжение тр определяется по формуле [3]
Принимая во внимание изложенное выше, можно записать уравнения количества движения и энергии для кольцевого эле мента потока в камере. Совместное решение этих уравнений по зволяет найти выражение для коэффициента сопротивления движению прямого потока в камере. Этот коэффициент, отнесен ный к сечению 1—1 горловины диффузора клапана, выражается
следующей формулой:
^кам |
0,022D%, |
тт |
(l + £вхі) D — U2— £BX |
|
2D(D — 1)- |
lg |
D + |
X |
|
h |
|
|
|
|
|
|
X |
■- = |
|
|
|
(394) |
|
|
16D2/!2 |
|
|
|
Коэффициент сопротивления |
£ вх9' плавного |
входа в диффузор |
так же, как и £'вх1 при надлежащем |
выборе |
очертания |
входа |
может быть равным 0,03. |
|
|
|
|
|
Коэффициент сопротивления диффузора определяется выра жением (388), в котором угол ß находится по формуле (391) при к\ = 1. Перейдем теперь к оценке обратного сопротивления
аэродинамического клапана. Это сопротивление складывается из сопротивления конфузора, расширения потока в камере, вхо да, и расширения потока за сжатым сечением с — с. Следова
тельно, коэффициент обратного сопротивления может быть пред ставлен как сумма коэфициентов перечисленных сопротивле ний:
£об = Скон + |
£ p acl + |
£вх + |
£рас2 ■ |
( 3 9 5 ) |
При этом предполагается, |
что |
все |
коэффициенты |
отнесены |
к сечению горловины диффузора.
Коэффициент сопротивления £,;о„ конфузора определяется по формуле (389).
Коэффициент £рас і вычисляется, как коэффициент сопротив ления при внезапном расширении. Учитывая, что площадь пото ка в камере для получения большего обратного сопротивления должна существенно, превосходить площадь горловины диффу
зора, получаем, что £рас і ~ |
1. |
|
Выходя из камеры, поток обтекает выходной выступ, и отры |
ваясь от его кромки, плавно сужается. |
При этом коэффициент |
сопротивления |
входа |
(от сечения |
наибольшей площади |
в камере до сжатия сечения) может быть определен, как коэффиент весьма плавного входа. Как указывалось выше, он состав ляет 0,03. Соответствующий коэффициент, отнесенный к сечению горловины диффузора, будет определяться формулой
где шс — площадь потока в сжатом сечении. Поскольку расстоя
ние от кромки до сжатого сечения невелико, можно записать: юс = лDhc = nDzh. Поэтому
ксР 0,0 3
nDe.li) (4eDh)2
(396)
Коэффициент сопротивления £рас2 расширения за сжатым се
чением равен единице. Соответствующий коэффициент, отнесен ный к площади горловины диффузора,—
Срас2 = |
£рас2 |
= L - = |
— і - - |
(397) |
р |
р |
(4е Dh)2 |
(4е£> /г)2 |
|
В формулы (396) и (397) входит коэффициент сжатия е. По скольку условия выхода из камеры должны быть по возможности более близкими к условиям, отвечающим так называемому не благоприятному входу, то коэффициент е может быть принят равным 0,5 [22].
По приведенным выше формулам были подсчитаны коэффи циенты Сггр и £об, а также дподность Д аэродинамического клапа
на в зависимости от его основных геометрических размеров. На рис. 133, 6 приведены расчетные зависимости Д от пара
метров D и Іг.
7. Основые случаи включения диодов в схемах
Приведенные выше значения днодностей для различных ти пов струйных диодов относятся в основном к изолированной работе диода, т. е. являются базовыми диодностямн. В реаль ных условиях в линиях, содержащих диоды, могут быть вклю чены (последовательно или параллельно) другие гидравлические сопротивления. Общая дподность линии оказывается зависящей как от соотношения величин сопротивлений диода и других включенных в линию сопротивлений, так и от способа включения их. Кроме того, имеет значение, обладают ли другие сопротив ления диодными свойствами или нет.
Рассмотрим основные случаи включения диодов. Пусть по следовательно с диодом включено консервативное, т. е. не обла дающее днодностью, сопротивление, имеющее коэффициент сопротивления t (рпс. 134, а). Дподность по расходу самого
диода определяется соотношением (347).
В рассматриваемом случае дподность по расходу всей линии может быть записана следующим образом:
Обозначив отношение коэффициента сопротивления консер вативного сопротивления к коэффициенту прямого сопротивле ния диода через К, получаем
Величину |
|
К |
назовем коэффициентом |
консервативности |
линии. |
|
|
|
|
|
Как можно |
видеть, диодность по расходу |
максимальна |
при |
К — 0. Если |
ж |
е |
коэффициент консервативности очень велик, |
то |
величина Д<з близка к единице, т. е. при К —>- оо Д()-^>- 1. Таким
образом, эффективность работы диода в линии тем выше, чем меньше коэффициент консервативности этой линии. Поэтому наряду с величиной базовой диодности диода при оценке эффек тивности его работы в схеме существенное значение имеет также соотношение коэффициентов сопротивления диода и включенных вместе с ним других гидравлических сопротивлений.
