Струйные аппараты. Основные элементы конструкций струйных аппаратов поступательного движения. Общие сведения из теории свободных турбулентных струй. Основные уравнения газового эжектора. Струйные насосы. Струйные вихревые элементы, страница 9

Расчетная схема струйного насоса приведена на рисунке 17.

В отличие от газовых эжекторов, в струйных насосах необходимо учитывать гидравлические потери во всех элементах устройства  - в рабочем сопле, во входном участке камеры смешения, в самой камере смешения и в диффузоре.

где  — коэффициент расхода;

,

,

  — коэффициент сужения струи. В нашем случае e = 1.

  — форма канала.

ВУКС — входной участок камеры смешения;

КС — камера смешения;

Д — диффузор.

На ВУКС диаметр (площадь) рабочей струи  не меняется. В каждом из рассмотренных сечений:  параметры потока постоянны по сечению. Уравнение характеристик струйного насоса получим на основе уравнения импульсов для камеры смешения. Количество движения (секундное) для потока проходящего через входное сечение камеры смешения (КС):

                    (А)

Вычислим входящие в данное соотношение скорости:

и давления

.

После подстановки в уравнение (А) и проведения тождественных преобразований, получим:

(1).

;   ;    ;

Уравнение (1) с учетом принятых соотношений примет вид:

          (2)

Из практики установлены следующие рекомендуемые значения коэффициентов скорости:

Подставив приведенные значения в уравнение (2), получим:

                    (2’)

Следствия:

1. Из выведенных уравнений (1), (2), (2’) можно сделать вывод, что относительное повышение давления в струйном насосе определяется геометрическим параметром  и при автомодельных режимах по числу Re ( не меняется с изменением Re) струйные насосы различные по абсолютным размерам, но с одинаковым относительным параметром , дадут одинаковое относительное повышение давления.

2. Повышение давления в струйном насосе заданных геометрических размеров (правая часть уравнения (1) равна константе) прямо пропорционально перепаду  давлений в рабочем и эжектируемом соплах.

 — правая часть уравнения (1).

Полученные уравнения справедливы для случая:

  

Такие СН называются низконапорными и находят наибольшее распространение в практике. В высоконапорных СН: на начальном участке камеры смешения.

за счет сжатия струи ( — площадь поперечного сечения струи) и расчеты по приведенным выше формулам дают несколько завышенный результат. Максимальный относительный перепад давления развивается струйным насосом при .

При рекомендуемых значениях , приведенных выше, и :

 при , т.е.

Для получения характеристики струйного насоса без диффузора следует в уравнениях (1) или (2) положить .

Оценка эффективности работы СН осуществляется по его КПД:

Лекция№7

10. ДОСТИЖИМЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ОПТИМАЛЬНОЕ a В СТРУЙНЫХ НАСОСАХ

Под достижимыми параметрами будем понимать максимальное значение относительного перепада, . Значения других параметров, при которых достигается максимальное значение одного из перечисленных параметров, будем называть оптимальными.

При заданных  и n найдем соотношение площадей:

                                                (*)

                       (4)

 заранее неизвестно, поэтому им в начале задаются, вычисляют, снова определяют , уточняют его значения и опять производят вычисления, пока не будет найдена связь, удовлетворяющая уравнению (4). Подставим оптимальные значения площадей в уравнение характеристики СН, получим выражение для максимального относительного повышения давления в СН.

             (5)

                                  (5')