§ 2. Параметры, управляющие процессом в импульсном эжектор

Рассмотрим систему параметров, определяющих течение в эжекторе с пульсирующей активной струей (рис. 3).

К таким параметрам относятся:

• форма канала, по которому подается активный газ;

• форма канала, по которому течет пассивный газ;

• форма канала, по которому течет смесь активного и пассивного газов (назовем его эжекторным каналом - ЭК);

• - давление и температура торможения активного газа;

• - давление и температура торможения пассивного газа;

• - давление на выходе из эжектора;

• Т_akt. - отрезок времени, в течение которого работает активная струя;

• T_cikl - отрезок времени, определяющий период работы эжектора.

Интегральные характеристики, вычисленные за цикл, - расход активного газа , расход пассивного газа , импульс, коэффициент полезного действия и другие являются функциями перечисленных управлений.

Выпишем управляющие параметры этой задачи в безразмерном виде. Будем относить величины с размерностью давления к Р₂⁰, а с размерностью температуры – к Т₂⁰, в качестве единицы длины выберем длину l канала активного газа, в качестве единицы времени .

Будем считать, что форма канала эжектора состоит из трёх элементов (по аналогии с каналом стационарного эжектора): входной части L₁ (до сечения x=0 на рис.3), цилиндрической камеры смешения L₂ и конического диффузора L₃, расширяющегося под заданным углом к оси. Форма канала активного газа может быть цилиндрической с постоянным диаметром, сужающейся конической или представлять собой сопло Лаваля.

Такое ограничение в выборе форм каналов ИЭ связано с тем, что задача оптимизации геометрии каналов при нестационарном течении в общем виде не решена и представляет большие трудности как теоретического, так и численного характера. Поэлементная оптимизация каналов, которая выполнена в этой работе, дает достижимый результат и соответствует имеющимся экспериментам.

Итак, безразмерными управляющими параметрами являются - относительная доля времени работы активной струи, - число Струхаля, - относительные длины элементов канала эжектора (i = 1, 2, 3; ), относительные поперечные сечения элементов канала эжектора и канала активного газа (i, k – соответствуют элементам указанных каналов).

В конкретных задачах каждое из перечисленных управлений может меняться в заданном диапазоне или быть фиксированным. Например, частота процесса (число Sh) может определяться возможностями прерывателя потока активного газа, температура и давление пассивного газа задаются параметрами скважины, размеры каналов должны укладываться в определенные габариты и т.д.

Для того, чтобы в данной работе не конкретизировать условия применения, будем считать управлениями все перечисленные величины и задавать диапазоны их применения.

§ 3. Меры эффективности импульсного эжектора

В качестве меры эффективности работы ИЭ могут рассматриваться следующие величины: коэффициент эжекции n = G₂/G_1, импульс струи на выходе из устройства, энергия потока в выходном сечении. Их отношения к некоторым начальным значениям на входе в эжектор представляют собой коэффициенты, характеризующие работу ИЭ.

Перечисленные величины представляют собой интегралы по времени и по площади соответствующих сечений за один период установившегося периодического режима, отнесенные ко времени цикла.