Определение оптимальной длины проточной части эжектора и расстояния между последовательно установленными форсунками Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Sc —

C 4

1 - 5 ати

2 - 4 ати

3 - 3 ати

4 - 2 ати

Р

> — —

5 - 1 ати

6 - 0.75 ати

7 - 0,5 ати

Рис. 2. Изменение производительности эжектора QВ в зависимости от ширины кольцевого сопла ЬС (диаметра круглого сопла dС) и рабочего давления

Расчетные значения коэффициента эжекции Кэ =—,

q

равного отношению количеств эжектируемого т и эжекти-рующего (сжатого) воздуха q, приведены в таблице.

Рассмотрим преимущества и недостатки пневмо- и гид-

Например, для обеспечения эжекции 300 м3/мин при давлении 0,2 МПа КЭ = 8,5, т.е. расход сжатого воздуха составит ~ 35 м3/мин, что в шахте затруднительно из-за возможного перераспределения воздуха в шахтной вентиляционной сети.

Гидроэжектор при КЭ = 8,5 и том же расходе эжектируемого воздуха и давлении потребует 35 / (60-1,24) = 0,47 л/с, что возможно при условии хорошего дренажа и водоотлива.

© В.И. Дремов, С.Ю. Ерохин,

Е.А. Никитенко, А.В. Гончаренко, Н.В. Дремова, 2002

УДК 622.8

В.И. Дремов, С.Ю. Ерохин, Е.А. Никитенко,

А.В. Гончаренко, Н.В. Дремова

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ДЛИНЫ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ЭЖЕКТОРА И РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО УСТАНОВЛЕННЫМИ ФОРСУНКАМИ

В:

,

мический состав, температуру. При этом смешение происходит таким образом, что неравномерность скорости, температуры и состава в поперечном сечении постепенно уменьшается, а в некотором сечении камеры образуется однородный поток шламовоздушной смеси. По мере выравнивания потоков происходит повышение давления в эжекторе.

смесительной камере эжектора эжектируемый и эжек-тирующий потоки могут иметь различные скорости, хи-

Сечение эжектора, в котором предполагается полное выравнивание всех параметров по сечению потока, называется оптимальным, а оптимальную длину проточной части эжектора определяют как расстояние от всаса до оптимального сечения.

По данным Г.Н. Абрамовича, оптимальное сечение эжектора отстоит в среднем на 8^12 диаметров эжектора от начального сечения (всаса). Причем выравнивание потоков происходит более интенсивно в эжекторе с меньшим диаметром, т.е.

<

= 8 dЭ ^Э >200 мм);

= 9 dЭ (200 < dЭ < 300 мм); 10 dЭ (300 < dЭ < 400 мм);

= 11 dЭ (400 < dЭ < 500 мм); = 12 dЭ (dЭ > 500 мм)

(1)

На рис. 1 представлены зависимости изменения производительности эжектора в зависимости от

Рис. 1. Изменение производительности эжектора Q в зависимости от длины его проточной части 1

Рис. 2. Схема течения потоков воздуха в эжекторе с круглым соплом

Рис. 3. Схема течения потоков воздуха в эжекторе с кольцевым соплом

длины его проточной части, которые хорошо согласуются с опытными данными д.т.н. Л.Я. Лихачева.

В формализованном виде для определения оптимальной длины эжекторов и расстояния между последовательно установленными в нем соплами можно определить по формуле:

1ОПТ = 1^з + 7dЭ , м. (2)

Рассмотрим преимущества и недостатки щелевых (кольцевых) и круглых сопел в аспекте длины эжектора.

Выравнивание поля скоростей эжектирующего и эжектируемого газа, как указывалось выше, происходит на расстоянии 8^12 диаметров эжектора. Это для эжекторов с круглым соплом, рис. 2.

Выравнивание поля скоростей в эжекторе с кольцевым соплом (рис. 3) происходит быстрее, поэтому оптимальная его длина будет меньше. Графически определено, что это уменьшение может составить более 40 %. Это является безусловным плюсом эжекторов с кольцевым соплом.

Однако сложность конструкторского и практического выполнения кольцевых сопел заметно снижает первое преимущество.

При длине проточной части, меньшей /опт, полезный импульс факела форсунки не будет успевать полностью расходоваться на эжекцию воздуха через всас эжектора, при этом водяной аэрозоль будет работать на увеличение скорости окружающего воздуха после выхода из устройства. Производительность станет меньше и будет определяться из соотношения:

Q - &э = Q - V;. РЭ , где уК = У; - Ув , (3)

где V К - избыточная скорость фронта капель на выходе из укороченного эжектора.

При большей длине проточной части I производительность эжектора также будет уменьшаться в связи с проявлением влияния аэродинамического сопротивления трения, причем для эжекторов с меньшим диаметром это проявление будет более заметно, т.к. коэффициент аэродинамического сопротивления трения является функцией площади эжектора в 3-й степени

а = / ^-3э).

Конкретно значения производительности Q’’Э при I > /<шт можно получить, рассчитав величину теряемого на трение скоростного напора, по которому обратной подстановкой вычисляют У'В и Q”Э.

I

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. Физматгиз, 1960.

2. Дремов В.И. Регулирование расхода жидкости на орошение при

работе проходческого комбайна.// В сб.: «Интенсивная подготовка и отработка шахтного поля». - М., 1990. - 2 с.

3. Лихачев Л.Я., Белоногов И.П.

Изыскание способов уменьшения расхода воды на пылеподавление: Тез. докл.: Изд. ИГД им. А.А. Скочинского, 1971.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -------------------------------------------------------------------------------------------------------

Дремов Виктор Иванович — доктор технических наук, профессор кафедры «Аэрология и охрана труда», Московский государственный горный университет.

Ерохин Сергей Юрьевич - доктор технических наук, профессор кафедры «Аэрология и охрана труда», Московский государственный горный университет.

Никитенко Елена Александровна - аспирантка, кафедра «Аэрология и охрана труда», Московский государственный горный университет.

Гончаренко Антонина Викторовна - кандидат технических наук, «ПЭК-РЕСПО».

Дремова Наталья Викторовна - «ПЭК-РЕСПО».