ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физика рабочего процесса из "Газоструйные компрессоры" При больших перепадах давлений полное расширение активного газа можно осуществить в сверхзвуковом сопле (сопло Лаваля). В выходном сечении такого сопла газ имеет сверхзвуковую скорость, а давление его определяется степенью расширения сверхзвукового участка сопла. [c.15] Если степень расширения сопла точно соответствует перепаду давления, то в выходном сечении давление вытекающей струи и окружающей среды одинаково. В противном случае такого выравнивания давлений нет, и за пределам1и сопла продолжается расширение газа, сопровождакяцееся такими же явлениями, как и расширение газа за звуковым соплом при сверхкритическом перепаде давления. [c.15] При полном и неполном расширении газа в активном сопле торможение сверхзвуковой струи за пределами сопла имеет волновой характер и сопровождается возникновением скачков уплотнения. [c.15] Равномерность поля скоростей на выходе из активного сопла зависит ог формы его проточной Ч1асти. Имекадиеся методы профилирования сопел обеспечивают высокую равномерность скоростного поля, но и без принятия специальных мер скоростное поле в выходном сечении обычно имеет удовлетворительную равномерность. [c.15] В общем случае потоки активного и пассивного газов могут различаться не только по скорости, но и по химическому составу, температуре и давлению. Процесс их перемеш,ивания начинается сразу же после выхода струи активного газа из сопла и продолжается в камере смешеиия. [c.15] Течение активного газа имеет турбулентный ха1рактер, благодаря чему отдельные небольшие объемы активного газа имеют не только осевое, но и беспорядочное поперечное перемещение. Выходя за пределы активной струи, такие объемы взаимодействуют с пассивным газом, передают ему часть своего движения и заставляют его перемещаться вдоль камеры смешения. При этом пассивный газ также внедряется в струю активного газа и способствует выравниванию всех параметров по поперечному сечению потока. [c.15] При сверхзвуковой скорости активного газа волновая структура потока за соплом способствует интенсификации процесса смешения.-В тех местах, где давление уменьшается к центру активной струи, пассивный газ интенсивно проникает в активную часть потока, и наоборот, там, где давление уменьшается от центра к периферии, улучшаются условия для выхода активного газа в область пассивного потока. [c.15] Характер изменения поля скоростей на участке смешения показан на фиг. 7. График фиг. 7, б характеризует изменение статического давления в зоне смешения при условии равенства давлений активного и пассивного потоков в сечении 1 — 1. На начальном участке пассивный газ поджима-, ется разбухающей струей активного газа, но он также подвергается расходному воздействию часть пассивного газа переходит в зону смешения. Сужение проходного сечения должно привести к ускорению потока пассивного газа и уменьшению статического давления, а уменьшение расхода — к торможению газа и увеличению статического давления. Поэтому характер изменения статического давления на начальном участке смешения зависит от геометрии этого участка и интенсивности перемешивания потоков. Обычно это давление несколько уменьшается (штриховая линия на фиг. 7) или остается неизменным. [c.16] При увеличеиии расстояния от выходного сечения активного сопла до начала цилиндрической части камеры смешения процесс перемешивания приближается к изобарному, и при прочих равных условиях увеличивается расход паооивного газа. [c.16] При неполном расширении активного газа в пределах сопла (фиг. 7, в) его давление в сечении 1—1 превышает давление пассивного газа. В ЭТОМ случае по длине начального участка смешения происходит выравнивание статических давлений газовых потоков. Давление активного и пассивного газов становится одинаковым в сечении равных давлений а — а. [c.17] Заклютательная стадия рабочего процесса струйного компрессора состоит в торможении газового потока с повышением статического давления. [c.17] При больших перепадах давления часть газового потока в камере смешения имеет сверхзвуковую скорость. Возникающие в этой части потока скачки уплотнения являются начальной стадией про-О цесса торможения, который заканчивается в расширяющемся на- садке — диффузО ре. [c.17] При прохождении газа через диффузор скоростное поле по по- чперечному сечению становится менее равномерным. Расширение ка-(5 нала ведет к увеличению статического давления за счет уменьшения скоростного напора. Повышение давления происходит в одинаковой мере по всему поперечному сечению, включая и пограничный слой, где скорости меньше, чем в ядре потока. Поэтому частицы газа истощают запас кинетической энергии быстрее в пограничном слое и медленнее в центре потока. [c.17] Резкое уменьшение скорости газа в пристеночном слое при определенных условиях может привести к возникновению обратных токов в этой зоне и отрыву потока от стенок диффузора. Отрыв потока резко снижает эффективность диффузора, и поэтому он недопустим для расчетных условий работы струйного компрессора. Большой угол раствора диффузор , неравномерное поле скоростей на входе с максимальной скоростью в центре потока, значительная степень уширения канала способствуют возникнов1бнию отрыва потока. [c.17] Рассмотрим осо беийостн рабочего процесса струйных компрессоров, имеющих конструктивные отличия от схемы, показанной на фиг. 6. [c.18] но и через периферийные сопла. [c.18] Характерная особенность рабочего процесса струйного компрессора С периферийным подводом активного газа состоит в форме скоростного поля в зоне смешения, которая показана на фиг. 8. [c.18] Вогнутая форма поля скоростей способствует увеличению гидравлических потерь в камере смешения, но при этом создаются благоприятные условия для работы диффузора, так как повышение скорости по периферии струи уменьшает возможность отрыва потока от стенки при расширении канала. [c.18] Профилированием проточной части камеры смешения можно повлиять на характер изменения статического давления по длине камеры смешения. Для высоконапорных компрессоров применение конфузор,ных камер смещения позволяет существенно улучшить рабочий процесс компрессора. [c.18] Вернуться к основной статье