60. Ступень эжектора при переменных режимах; предельный режим

В условиях эксплуатации ступень эжектора часто рабо-

тает на режимах, отличающихся от расчетного. Причинами

отклонений от расчетного режима могут быть изменения

начальных параметров (следовательно, и расхода) эжектирующего газа, параметров и расхода эжектируемого газа

и давления смешанного потока за диффузором. Количество независимых парамеров,определяющих режим ступени, и связь между этими параметрами устанав-

ливаются уравнениями которые при являются основными уравнениями переменного режима ступени.K числу определяющих безразмерных параметров режима ступени относятся:

а) коэффициент эжекции x=

6) степень сжатия (повышения давления) в ступени

в) располагаемый перепад давлений

Г) отношение температур торможения смешиваемых потоков

Предельным называется максимальный для данного значения коэффициент эжекции; соответствующее противодавление называется предельным противодавлением. Этот режим, отвечающий на диаграмме точке В, называется предельным. Механизм наступления предельного режима представляется следующим. По мере увеличения и в некотором сечении входного участка диффузора средняя скорость потока становится

сверхзвуковой. Пристеночный дозвуковой слой в этом

сечении имеет минимальную поперечную протяженность и не способен передавать возмущение против потока. Поэтому снижение противодавления (р4<Р4пр) не влияет на условия в камере смешения и коэффициент эжекции сохраняется постоянным. Он может быть увеличен только за счет повышения плотности потока, т. е.

давления в камере «смешения рд. Поэтому на участке ВА

характеристика параллельна оси ординат.

Процесс в ступени эжектора на этом участке характеристики принципиально отличается, как видно из дальнейшего, от процесса на участке СВ вслед за зоной максимальной скорости, расположенной в начальном участке горловины диффузора, смешанный поток тормозится в горловине, пересекая сложную систему скачков уплотнения‚ до дозвуковой скорости во входном сечении (если длина горловины соответствует оптимальной),после чего осуществляется дальнейшее торможение в расширяющемся участке.

61 Выбор геометрических параметров ступени эжектора.

При расчете ступени эжектора заданными, как правило, являются: параметры и расход активного газа (р₀, Г₀₁, G₁); параметры и расход пассивного газа (p_ok, р_к, Г₀₂, х ) и не­обходимая степень сжатия Ԑ_д. Тогда по уравнениям

определяется основной геометрический параметр ступени F_*д/F_*c (при условии λ₃=1). Как нетрудно заме­тить, увеличение расчетных коэффициентов эжекции при­водит к росту параметра F_*д/F_*c возрастание расчетных степеней сжатия — к уменьшение этого параметра.

Перед определением F_*д/F_*c, необходимо рассчитать сопло. При заданных значениях P₀, P_k, φ_с расчет сопла элементарно производится по таблицам газодинамических функций.

Влияние всех основных геометрических параметров эжектора, не поддающихся расчету, можно оценить по опытным данным. Различные варианты ступени сопостав­ляют при наивыгоднейших условиях: при оптимальном рас­ходе эжектирующего газа (оптимальном начальном давле­нии) и при оптимальном расстоянии между соплом и диффузо­ром. Сравнение исследуемых вариантов целесообразно про­изводить по предельным характеристикам ступени Ԑ_д.пр = f(х_пр).

Характер зависимости давления в камере смешения от Х при постоянном давлении Р₄ показывает, что Р_к/Р₀ ме­няется периодически при изменении Х=х/d (d₁—диаметр выходного сечения сопла), если поток на входе в диффу­зор сверхзвуковой . При больших значениях Х давление Р_к непрерывно увеличивается с ростом Х (в этом случае скорость на входе в диффузор дозвуковая). Перио­дический характер зависимости Р_к от Х при M₁> 1 объяс­няется волновой структурой потока. Если при перемещении сопла относительно диффузора на стенку входной части попадают скачки, импульс от стенки уменьшается (сни­жается ξ_ву) и давление в камере увеличивается. Наоборот, если на входе в диффузор расположены волны разреже­ния, давление в камере смешения возрастает. Изменение коэффициента эжекции при этом происходит по характе­ристике ступени, соответствующей постоянному давлению за диффузором (Р₄/Р₀ — const).