2.3.1. Учет ввода воды в струю патрубками
Схема образования вторичной струи представлена на рис.2.18.
Рис.2.18. Схема образования вторичной струи
Струя изменяет свои начальные параметры из-за:
-
влияния патрубков (потеря импульса
); -
увеличения массы
;
(балластирование продуктов сгорания); -
уменьшения температуры струи в зависимости от
:
,
.
определяется из термодинамического
расчета, результаты которого для
продуктов сгорания топлива "керосин
– кислород" и воды представлены в
таблице 2.1.
Таблица 2.1
Относительная температура смеси продуктов сгорания "керосин – кислород" и воды
|
j |
0 |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1,0 |
1,25 |
1,5 |
1,75 |
2,0 |
|
|
1 |
0,83 |
0,7 |
0,63 |
0,5 |
0,42 |
0,36 |
0,3 |
0,25 |
Другие термодинамические параметры могут определяться аддитивно:
;
,
где
– число степеней свободы молекулы
воды;
;
.
Заданные параметры
на срезе сопла (сечение "a
– a"):
,
,
,
,
,
,
.
По
,
и
определяются следующие параметры в
начальном сечении вторичной струи:
,
,
,
,
,
,
.
Критерии
и
определяются как для исходной (первичной)
струи, так и для вторичной по формулам:
;
.
Начальное сечение
вторичной струи условно смещается
назад против течения на 0,6 "бочки"
вторичной струи (
)
от среза патрубков.
Значение потерь
импульса
будем определять по параметрам сечений
первичной струи, в которых размещаются
патрубки:
а) в широком сечении
,
;
б) в узком сечении
.
Расчет параметров начального сечения вторичной струи будем проводить по ближайшему широкому сечению первичной струи вверх от сечения расположения среза патрубков (газодинамические сечения "а"; 1'; 2'; 3'; 4' на рис. 2.18).
2.3.2. Определение исходных газодинамических параметров вторичной струи (с уменьшенным импульсом, балластированной и охлажденной) в ее начальном сечении "2а"
Параметры:
,
,
,
,
,
.
В некоторых литературных источниках применяются индексы "см" – смешанные с водой продукты сгорания.
1. Уравнение потери импульса на патрубках и условие сохранения соотношения между статическими и динамическими составляющими (гипотеза):
;
,
а так как 
,
то 
.
Так как 
,
то 
.
Тогда 
. (2.6)
Следует отметить,
что
вторичной струи уменьшается с увеличением
потерь импульса
,
так же уменьшается с увеличением
присоединенной массы
(эффект расходного сопла) и
увеличивается с уменьшением температуры
(эффект теплового сопла).
;
. (2.7)
2. Уравнение сохранения массы и уравнение состояния
.
Так как 
,
то 
,
откуда 
.
Умножив и разделив
правую часть уравнения на
и приняв, что
,
получим далее
;
.
Учитывая зависимость (2.6), получим
;
.
Из уравнения импульса для статической составляющей
выражаем 
. (2.8)
После алгебраических преобразований получим
; (2.9)
; (2.10)
. (2.11)
Таким образом по
параметрам
,
,
,
,
,
,
,
,
определяем параметры в начальном
сечении вторичной струи:
– зависимость (2.6),
(2.9),
(2.8),
(2.11),
(2.7),
(2.10).