6. Особенности постановки задач для дозвуковых и сверхзвуковых режимов. Критерии оптимальности.

При заданных термодинамических параметрах рабочего и эжектируемого газов, а также геометрических параметров эжектора, определение приведённой скорости эжектирующего газа, при которой давление на выходе из смесительной камеры или диффузора соответствует требуемому.

Р ассматривается дозвуковое течение. Условие дозвукового течения:

Когда статическое давление p₄ на выходе диффузора при постоянном отношении полных давлений газов П* падает, статическое давление на входе камеры смешения понижается. В результате этого повышается скорость и расход эжектируемого газа M₂ и – если λ₂<λ₁<1 – также, но менее значительный, расход рабочего газа M₁. В результате коэффициент эжекции n растет. Если газовый эжектор достигает своего так называемого критического состояния, то дальнейшее падение давления на выходе диффузора не ведет к повышению коэффициента эжекции n.

С повышением отношения полных давлений Π^* растет степень сжатия ε=p₄^*/p₂^*, граничное значение коэффициента эжекции падает, что в конечном результате при П^*=П^*_max ведет к полному запиранию газового эжектора (n =0, λ₂= 0).

Эжектор представляет собой канал, осесимметричный или плоский, с произвольной образующей, во входное сечение которого подведены два источника газа – с высоким и низким давлением.

На выходе из эжекторного канала может задаваться статическое давление среды, куда происходит истечение.

Мы можем задавать различные параметры на входе и на выходе из газового эжектора.

При дозвуковом течении мы задаём 2 параметра на входе (u, u+a-характеристические скорости>0=>2 параметра), при сверхзвуковом- 3 параметра.

Критерии оптимальности:

В дополнение к вышеприведенным высказываниям можно добавить, что выбор правильного эжектора в большой степени зависит от поставленной задачи:

- транспортировка большого количества эжектируемого газа M₂ при низкой степени сжатия ε или

- транспортировка маленького количества эжектируемого газа M₂ при большой степени сжатия ε.

Одним из свойств оптимального эжектора является максимальная скорость смеси газов в выходном сечении камеры смешения. Это условие обязывает принимать такие параметры выхлопного диффузора, при которых потери полного давления в диффузоре будут минимальными (эти потери преобладают над остальными).

7. Импульсный эжектор. Характерные особенности импульсного эжектора (иэ).

8. Постановка задачи и методы расчета иэ. Характеристики иэ. Критерии оптимальности.

§ 1. Математическая модель течения газа в канале импульсного эжектора

Эжектор представляет собой канал, осесимметричный или плоский, с произвольной образующей, во входное сечение которого подведены два источника газа – с высоким и низким давлением (рис. 3).

На выходе из эжекторного канала может задаваться статическое давление среды, куда происходит истечение.

При работе импульсного эжектора активная струя втекает в канал только в течение некоторого времени t₁; затем сечение, через которое поступает активный газ, перекрывается, а пассивный газ продолжает поступать в эжекторный канал за счет разрежения, возникшего в результате перекрытия источника активного газа. Спустя отрезок времени t₂ сечение поступления активного газа снова открывается и высоконапорный газ втекает в канал в течение времени t₁, и так далее.

p₃

Рис. 3. Схема меридионального сечения осесимметричного канала импульсного эжектора.

Во входном сечении в эжектор (рис.3) считаются заданными параметры торможения активного и пассивного газа. Параметры активного газа будем помечать индексом 1, а пассивного – индексом 2.

В выходном сечении эжектора задается статическое давление среды p₃, куда происходит истечение.

В связи с вышеописанной механикой явления нестационарное периодическое течение газа в канале импульсного эжектора может быть промоделировано нестационарными уравнениями газовой динамики для невязкого нетеплопроводного газа с периодическими граничными условиями. Потери волнового характера эти уравнения описывают точно.

В декартовой системе координат уравнения газовой динамики имеют вид:

(1)

Здесь U(u,v) - вектор скорости движения газа с компонентами u, v,

e= ,   (p,), где

, - внутренняя энергия газа,

- его плотность, p - давление; x, y - декартовы координаты, t – время,

- для осесимметричного случая,

для плоского случая - .

Для численного интегрирования уравнений (1) используется метод С.К. Годунова