Разгон жидкости конденсирующимся паром в струйных аппаратах

• Автор: Беспятов, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 05.14.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 221 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

I. Современное состояние исследований инжекторовконден

саторовструйных преобразователей энергии

1.1. Экспериментальные исследования парожидкостных инжекторов.

1.2. Теоретическое описание рабочего процесса парокидкостных инжекторов .

1.3. Парожидкостные сопла экспериментальные исследования

1.4. Расчетные модели паронидкостных сопел.

1.5. Зависимости, определяющие величину коэффициентов переноса массы, тепла и импульса между фазами в паронидкостных потоках .
1.6. Оценка и достижимые значения критериев эффективности процесса разгона жидкости конденсирующимся паром

1.7. Выводы и постановка задачи исследования.

П. Экспериментальное исследование процесса разгона жидкости конденсирующимся паром
2.1. Постановка экспериментального исследования .
2.2. Экспериментальная установка. Описание стенда и
его элементов. Приборы и системы измерения .
2.3. Объекты исследования.
2.4. Методика проведения экспериментов.
2.5. Методика измерения и оценка погрешностей измеряемых величин
стр.
2.6. Результаты экспериментального исследования. . .
2.6.1. Влияние условий ввода жидкости
2.6.2. Влияние начальной степени сухости пара на эффективность процесса разгона жидкости.
2.6.3. Влияние начальной температуры жидкости .
2.6.4. Влияние режимных факторов и, ТГр . . .
Ш. Расчетная модель течения парожидкостного потока в канале заданной геометрии
3.1. исходные положения и упрощающие допущения . . .
3.2. Система уравнений
3.3. Описание тепломассообмена жидкой капли
3.4. Приведение системы уравнений к виду, удобному
для численного интегрирования .
3.5. Течение со скачком уплотнения
3.6. Апробация расчетной модели
1У.Использование расчетной модели для повышения эффективности струйных преобразователей энергии различного назначения
4.1. Повышение напорности и эффективности инжектораконденсатора путем балластирования активного парового потока жидкостью .
4.2. Повышение эффективности эжекционной трубы Вентури путем балластирования жидкостью потока активного рабочего тела в паровом сопле Лаваля
4.3. Применение сверхзвуковых паровых потоков, балластированных жидкостью, для очистки продуктов сгорания и вывода присадки в МГДустановках на
4
Выводы и основные результаты .
Сводка функций ср , , Фс таблица 2
Список литературы


Авторы вышеуказанных работ приходят к единодушному заключению: существенно повысить внутренний КПД инжектора-конденсатора за счет изменения его геометрических характеристик не представляется возможным. Полученные в экспериментах значения величины коэффициента полезного действия очень низки (максимальная величина ! Оправдывая проведение своих экспериментов, авторы, проведя предварительный термодинамический анализ, показали, что оптимальные по КПД циклы инжекторных установок должны осуществляться на достаточно влажном паре. В качестве варьируемых параметров в экспериментах были выбраны начальная степень сухости пара на входе в активное сопло и коэффициент инжекции жидкости в широком диапазоне их изменения. В исследованиях авторов работы [3] влияние начальной степени сухости на величину внутреннего КПД парожидкостного инжектора обнаружено не было. Этот же результат подтверждается опытными данными работы [5} при исследовании конструкций инжектора с разными длинами конической камеры смешения. На конструкции с оптимальной длиной камеры смешения было обнаружено наличие оптимума для функции ^о1 = f (хо) . Своего максимального значения С §о1 - 2»9 #) КД инжектора достигает при Хо = 0,. Опытные данные работы [7] свидетельствуют о том, что внутренний относительный КПД инжектора достигает своего максимального значения при Хо = 0,1-0,4. Согласно экспериментальным результатам авторов работы [9] внутренний и общий КПД инжектора существенно зависит от Хо и имеет максимальное значение при Хо =0,. Авторы работ [3,5,7,9] обращают внимание на то, что дане при больших степенях влажности пара на входе в сопло разности между его скоростью и скоростью жидкости в начальном сечении камеры смешения достигает нескольких сотен метров. Делается вывод, что дальнейшие исследования работы иннектора-конденсатора и его внешних характеристик должны вестись при повышенных скоростях жидкости, поступающей на вход в камеру смешения инжектора. Пытаясь повысить эффективность конденсиционного инжектора, ряд авторов [, II, , , ] пришел к выводу, что она может быть увеличена за счет многоступенчатого смешения. Несмотря на то, что реализация этого пути сопряжена с усложнением конструкции и возможна лишь при весьма ограниченном числе ступеней [II], он, как считают авторы, может привести к ожидаемому эффекту. В этих работах авторы надеялись, что путем ступенчатой инжекции удается снизить ударные потери, вызываемые смешением двух струй, движущихся с большой относительной скоростью. Работы [, 1б] посвящены исследованию процесса конденсации пара в полом ядре струи охлаждающей жидкости. Однако, несмотря на оптимистические прогнозы в [] и на устойчивый резшм работы модели такого инжектора преимуществ при организации процесса конденсации в полом ядре жидкости по сравнению с классической схемой исполнения инжектора-конденсатора экспериментально не было обнаружено. Направление последних экспериментальных исследований конденсационного инжектора наиболее полно отражено в работах [, ]. Так, в исследованиях авторов [] основное внимание уделено оценке и определению различного рода потерь, связанных со смешением фаз в конденсационной камере и скачком давления. Проведя теоретический анализ на основе приближенной одномерной теории расчета инжектора, авторы показали, что качество смешения и потери в скачке давления действительно оказывают существенное влияние на его внутренний КПД. В ходе экспериментальной проверки этих на первый взгляд очевидных положений ими было установлено, что улучшение качества смешения позволяет несколько повысить эффективность инжектора. В то же время авторы приходят к выводу, что при помощи только коэффициентов, учитывающих потери на смешение и в скачке уплотнения невозможно в дальнейшем прогнозировать параметры торможения на выходе из его диффузора. Для этого необходимо знание и возможность описания еще таких видов потерь, как потери, сопровождающие тепло-массоперенос между несущей фазой и жидкостью; потери, вызываемые трением фаз о стенки проточной части инжектора, а также потери, связанные с наличием двухфазного течения в его диффузоре. По их мнению, выделить эти потери и рассчитать их в настоящее время не представляется возможным.