CC BY
8
опт л оо 2,5ч,п0,4ч, 1,4
ад =0,22акхп1 хр хСк ' . (5)
Исходя из экспериментальных исследований моделей пеногенераторов угол конусности диффузора выбрали равным 8,5°. Произвели второе приближение по определению степени сжатия при принятом угле конусности диффузора по формуле:
П2=(адхщ2,5/ адопт)0,4. (6)
Диаметр сжатого (узкого) сечения конфузора:
^х П21/2. (7)
Диаметр цилиндрической камеры смешения диффузора:
dк=1,41х dс. (8)
Длину камеры смешения приняли конструктивно:
^^ ас. (9)
Список литературы
1. Карелин В.Я. Кавитационные явления в центробежных и осевых насосах. - М.: Машиностроение, 1975. - 336 с.
КАВИТАЦИОННЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ПЕНОГЕНЕРАТОРА ПРОТОЧНОГО ТИПА СИСТЕМЫ ПОДСЛОЙНОГО ТУШЕНИЯ РЕЗЕРВУАРОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ
Кузьмицкий В.А., д.ф.-м.н., Пармон В.В., к.т.н. доцент, Ляшенко Л.С., к.ф.-м.н., Асилбейли Р.Р., ГУО "Командно - инженерный институт" Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь, г. Минск
При разработке кавитационных высоконапорных пеногенераторов, работающих в гидравлических системах при высоких статических противодавлениях, необходимо наряду с заданными гидродинамическими параметрами течения рабочей жидкости в системе находить оптимальные геометрические характеристики кавитатора, определяющие возникновение и развитие в нем кавитационного режима [1].
Основными характеристиками, определяющими работу высоконапорных пеногенераторов, служат следующие параметры: расход жидкости - Q; давление на входе в пеногенератор - Р]; противодавление на выходе из пеногенератора - Р2; угол конусности конфузора - ак; угол конусности диффузора - ад; площадь узкого сечения пеногенератора - Sc; площадь входного и выходного сечения, регламентируемая диаметром подводящей и отводящей гидромагистралей системы - S. Зная эти параметры, можно решить вопрос о наличии и степени развития кавитации. Как известно, кавитация будет иметь место, если выполняется следующее
неравенство а < ак.
Оптимальными параметрами будут такие, которые обеспечивают возникновение кавитации в высоконапорном пеногенераторе при минимальных потерях давления, т.е.
а = а. или I = /За2, (1)
где р - параметр, зависящий от противодавления (в=1-Р2/Р1); ак - критическое число кавитации (ак=Р1/(рп/2)).
Для нахождения искомых критических чисел кавитации используется уравнение (2).
а = 4м4П1тС\ (2)
где n=S/Sc; т= ак/ад.
Откуда получаем:
а, = 4,5Vm х п2'Г'\ (3)
Коэффициент гидродинамического сопротивления в момент возникновения кавитации принимался равным коэффициенту сопротивления в квадратичной области ^=^кв, который определялся как сумма коэффициентов гидродинамического сопротивления конфузора и диффузора [2, 3].
С = К,Ф (1/n2 )(1 - 1/s)2 + sin «4 (1 - 1/n)2, (4)
где кконф - эмпирический коэффициент [5];
е = 0,57 + 0,043/(1,1 - n).
Ставится задача отыскания таких значений n и ад при заданных параметрах течения жидкости Q, Pj, P2 геометрических характеристик, зависящих от параметров гидросистемы а, и S чтобы можно было гарантировать возникновение кавитации в высоконапорном пеногенераторе.
Предлагается численное решение данной задачи. В силу уравнения (1) для выполнения неравенства а < ак нам достаточно так определить n и ад, чтобы:
= Рак. (5)
Анализ формул (3) и (4) показывает, что существует такая функция ad=f(n), 0<n<j, что при любом nе(0,1) и ad=f(n) равенство (5) будет выполнено. Подставляя в формулы (3) и (4) при каждом n вместо ад значение f(n), мы можем построить график a,=yn.
Вычисления производятся по следующей схеме. Фиксируется значение угла конфузора а, (а,=10°, 20°, 25°, 40°). Затем для каждого из значений в=0,1, 0,2, ..., 0,7 организуется цикл по n, которое изменяется от
0.01.до 0,9 с шагом 0,01. Каждый шаг этого цикла включает в себя нахождение методом половинного деления ад как корня уравнения (5) с точностью до 2-8 градусов (если на отрезке от 1° до 20° корня нет, то полагается ад=20°) и вычисление соответствующего значения &k. После этого строятся графики зависимости lgok от п. Используя полученные зависимости, расчет оптимальных параметров производится следующим образам. Для заданных параметров Q, P1, P2, ß вычисляем ak и lgak. По построенным графикам определяем п, которое соответствует значению ak=o.
Тогда в силу уравнений (3) и (5):
2,5 /-«0,4 1,4 / . - .
«д = «П ß ^ /4,54. (6)
Найденные параметры п и ад высоконапорного пеногенератора обеспечивают возникновение в нем кавитации при минимально возможных потерях давления.
При необходимости получения в пеногенераторе более развитого кавитационного режима задаем критическим числом кавитации ак>ок и по построенным графикам и формуле (6) определяем необходимые геометрические размеры высоконапорного пеногенератора. Критический параметр кавитации для пеногенератора с новыми геометрическими размерами можно определить по формуле (7).
к к, = 1 - ?К, (7)
где I - коэффициент гидродинамического сопротивления при найденных размерах высоконапорного пеногенератора по формуле (4).
Степень развития кавитации определяется сравнением критического параметра кавитации и параметра кавитации K, определяемого по уравнению (8).
(rYd„ = 1/(1 - K„ ). (8)
Данная методика расчета оптимальных параметров кавитационных эжекторов-смесителей работающих в кавитационном режиме, позволяет при наличии основных характеристик высоконапорного пеногенератора решить вопрос о наличии и степени развития кавитации.
Список литературы
1. Сточек Н.П., Шапиро А.С. Гидравлика жидкостных ракетных двигателей
- М.: Машиностроение. 1983, 128 с.
2. Альтшуль А.Д. Примеры расчетов по гидравлике. - М.: Стройиздат, 1976.
- 255 с.
3. Рабинович Е.З. Гидравлика. - М.: Недра, 1980. - 278 с.
