Исследование предельных режимов и разработка метода расчета жидкостногазового эжектора

• Автор: Школин, Сергей Борисович
• Шифр специальности: 05.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1 Струйные аппараты для систем глубокого вакуумированип
1.1.1 Типы струйных аппаратов для перекачки газов и вакуумирования
1.1.2 Схемы применения жидкостногазовых эжекторов
1.1.3 Конструкции жидкостногазовых струйных эжекторов
1.2 Краткий обзор научно технической литературы
Выводы по главе. Цель и задачи исследования
2. РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЖИДКОСТНОГАЗОВОГО ЭЖЕКТОРА
2.1. Рабочий процесс жидкостногазового эжектора
2.1.1. Описание работы. Принципиальная схема
2.1.2. Основные параметры работы и расчетная модель
2.1.3. Состояния двухфазного потока в ЖГЭ
2.2. Рабочие характеристики ЖГЭ
2.3. Экстремальные характеристики ЖГЭ
2.4. Предельные по коэффициенту скольжения режимы работы ЖГЭ
2.5. Предельные по структуре потока режимы работы ЖГЭ
2.6. Анализ возможности реализации режима работы ЖГЭ
Выводы по главе
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРЕДЕЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ЖИДКОСТНОГАЗОВОГО ЭЖЕКТОРА
3.1. Экспериментальные исследования ЖГЭ, выполненные В.Г. Цегельскнм (МГТУ им. Баумана)
3.2. Экспериментальные исследования ЖГЭ, выполненные Н.М. Зингером и Е.Я Соколовым (ВТИ)
3.3. Экспериментальные исследования ЖГЭ, выполненные Ю.Н. Васильевым и Е.П. Гладковым (ЦИАМ)
3.4. Экспериментальные исследования ЖГЭ, выполненные Р.Ж. Каннингем и Допкпным
3.5. Экспериментальные исследования ЖГЭ, выполненные А.П. Безуховым (ВТУЗ-ЛМЗ)
3.6. Экспериментальные исследования ЖГЭ, выполненные Е.К. Спиридоновым
(ЮУрГУ)
Выводы по главе
4. РАСЧЕТ ЖИДКОСТНОГАЗОВОГО ЭЖЕКТОРА
4.1. Обоснование выбора водовоздушного эжектора
4.2. Область энергетически выгодных режимов работы ЖГЭ
4.3. Метод расчета ЖГЭ
4.4. Пример расчета ЖГЭ
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Список использованных источников
ВВЕДЕНИЕ
Струйные аппараты в силу простоты конструкции, многофункциональности и надежности широко распространены в современной технике. Существующие методы расчета не позволяют в полной мере выявить потенциальные возможности струйного аппарата, и, следовательно, спроектировать эжекторную установку с минимальным энергопотреблением. Нужны специальные теоретические и экспериментальные исследования процессов распада струй, смешения и энергообмена потоков в рабочей камере аппарата, анализ его предельных режимов работы.
Представленная диссертация является одним из результатов цикла научных исследований, проводимых кафедрой «Гидравлика и гидропневмосистемы» Южно-Уральского государственного университета, посвященных совершенствованию методов расчета жидкостногазовых струйных насосов и систем на их основе. Диссертация состоит из четырех глав основных выводов и списка литературы.
В первой главе рассматриваются существующие жидкостногазовые эжекторы и системы на их основе, приводятся известные конструкции и схемы применения, выполняется краткий обзор способов расчета эжекторов, формулируются цель и задачи исследования. Во второй главе приводится описание рабочего процесса жидкостногазового эжектора и математическая модель данного струйного аппарата, вводятся дополнительные ограничения на величины реально достижимых коэффициентов эжекции, приводится анализ возможности осуществления достижимых режимов эжектора на основе предельных состояний и экстремальных характеристик. Третья глава посвящена анализу соответствия усовершенствованной математической модели экспериментальным данным. Доказывается существование предельных по структуре двухфазного потока режимов, признаки их реализации. В четвертой главе вырабатываются рекомендации по выбору типа аппарата и компоновке установки с жидкостногазовым насосом,
представлен метод расчета жидкостногазового эжектора и приведен пример подобного расчета.

жидкостногазовых струйных насосов и систем на их основе требует приоритетного решения.
Целью данной работы является усовершенствование существующей математической модели ЖГЭ, построенной на уравнениях состояния, сохранения массы, количества движения и энергии, введением дополнительных ограничений, что позволит рассчитывать реально достижимые коэффициенты эжекции, и улучшить метод расчета жидкостногазовых струйных аппаратов на основе экстремальных характеристик введением предельных режимов.
Необходимо решение следующих задач.
1. Расчет и анализ экстремальных характеристик ЖГЭ на основе уравнений состояния, сохранения массы, количества движения и энергии.
2. Выявление ограничительных условий (предельных режимов) анализом кинематики потоков и структуры течения.
3. Подтверждение экспериментальными исследованиями существования предельных по структуре потока режимов, выявление условий реализации данных ограничений.
4. Усовершенствование метода расчета ЖГЭ на основе экстремальных характеристик и предельных режимов.
5. Выработка принципов оптимального синтеза установок на основе ЖГЭ.