Эжектор 6

2.6 Эжектор 6.

Запишем уравнение теплового баланса для эжектора

.

Нам известно, что , . Если мы разделим каждое слагаемое уравнения баланса на , то получим

.

Расходы

;

;

.

Давление:

; ; .

Адиабатный КПД системы, характеризующий внутреннее совершенство процесса энергоразделения в вихревых трубах, рассчитывается по зависимости

, где .

Термический КПД

,

где ;  – изоэнтропное охлаждение газа в процессе адиабатного истечения от давления дополнительно вводимых масс газа до давления среды, в которую происходит истечение охлажденных масс.

Эксергетический КПД будем определять следующим образом

,

где  – полезно используемая эксергия;  – полная эксергия привода.

,

где  – эксергия привода для производства  кг/с газа, сжатого до давления ;

 – эксергия привода, необходимая для сжатия  кг/с газа до давления .

Составим систему уравнений:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Решая данную систему уравнений, мы найдем все неизвестные величины.

Приведем пример для наиболее оптимального режима.

Выбираем

Подставим все в систему:

;

;

;

.

;

.

.

Давления и расходы представлены в таблицах 2.1 и 2.2:

0,0044	0,0044	0,0027	0,0248

Результаты расчетов сведены в таблицы 2.3, 2.4, 2.5 и представлены на рисунках 2.1, 2.2, 2.3.

Таблица 2.1

		-	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,86	0,88	0,9
		-	0,852	0,86	0,87	0,882	0,896	0,912	0,937	0,934	0,942
		-	0,263	0,357	0,455	0,556	0,66	0,769	0,837	0,871	0,882
		К	293	293	293	293	293	293	293	293	293
		К	248	248	248	248	248	248	248	248	248
		К	298	298	298	298	298	298	298	298	298
		К	243	243	243	243	243	243	243	243	243
		К	279,3	276,7	273,6	269,8	265,6	260,9	254	254,8	252,7
		К	238	238	238	238	238	238	238	238	238
		К	297,1	302,6	309,1	317,6	330,1	352,8	352,3	390,9	384,5
		К	252,5	257,1	262,8	269,9	280,6	299,9	299,5	332,3	326,9
		К	298,4	297,6	296,5	295,2	293,3	289,8	289,9	283,9	284,9
		К	315,9	320,2	325,3	331,9	341,5	359,1	358,7	388,6	383,7
		К	293,4	292,6	291,5	290,2	288,3	284,8	284,9	278,9	279,9
		К	298	298	298	298	298	298	298	298	298
		К	315,9	320,2	325,3	331,9	341,5	359,1	358,7	388,6	383,7
		К	293	293	293	293	293	293	293	293	293
		К	298	298	298	298	298	298	298	298	298
		К	290,4	291,2	292,1	293,3	295,1	298,3	298,2	303,7	302,8
		%	13,8	16,5	19	21	21,1	19,5	16,7	15	14
		%	5,6	6,5	7,4	8	8,16	7,80	6,80	6,1	5,1
		%	29,5	36,1	41,4	45,8	49	46,8	41	36,1	31,5

Таблица 2.2

		-	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,86	0,88	0,9
		-	0,828	0,841	0,855	0,871	0,889	0,91	0,925	0,932	0,94
		-	0,263	0,357	0,455	0,556	0,66	0,769	0,837	0,871	0,882
		К	293	293	293	293	293	293	293	293	293
		К	248	248	248	248	248	248	248	248	248
		К	298	298	298	298	298	298	298	298	298
		К	243	243	243	243	243	243	243	243	243
		К	287,4	282,9	278,4	273,2	267,7	261,5	257,3	255,4	253,2
		К	238	238	238	238	238	238	238	238	238
		К	308,6	312,9	318,7	326,1	337,1	355,7	375,8	395,9	389,9
		К	268,5	272,3	277,3	283,7	293,2	309,5	326,9	344,4	339,2
		К	295,1	294,5	293,5	292,4	290,6	287,6	284,4	281,2	282,2
		К	332,3	335,7	340,3	346,2	354,9	369,8	385,9	401,8	397,1
		К	290,1	289,5	288,5	287,4	285,6	282,6	279,4	276,2	277,2
		К	298	298	298	298	298	298	298	298	298
		К	332,3	335,7	340,3	346,2	354,9	369,8	385,9	401,8	397,1
		К	293	293	293	293	293	293	293	293	293
		К	298	298	298	298	298	298	298	298	298
		К	293,1	293,7	294,5	295,6	297,2	299,9	302,8	305,7	304,9
		%	12,8	15,9	18	19,3	19,6	18,3	15	13	12,3
		%	4,6	5,678	6,8	7,478	7,68	7,32	6,3	5,378	4,341
		%	26	33,5	39,6	44	47	45	39,6	34,7	29,7

Таблица 2.3

		-	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,86	0,88	0,9
		-	0,8	0,824	0,843	0,862	0,883	0,906	0,922	0,928	0,937
		-	0,263	0,357	0,455	0,556	0,66	0,769	0,837	0,871	0,882
		К	293	293	293	293	293	293	293	293	293
		К	248	248	248	248	248	248	248	248	248
		К	298	298	298	298	298	298	298	298	298
		К	243	243	243	243	243	243	243	243	243
		К	287,4	282,9	278,4	273,2	267,7	261,5	257,3	255,4	253,2
		К	238	238	238	238	238	238	238	238	238
		К	308,6	312,9	318,7	326,1	337,1	355,7	375,8	395,9	389,9
		К	290,1	294,2	299,6	306,6	316,8	334,4	353,3	372,1	366,5
		К	290	289,2	288,2	286,9	284,9	281,7	278,2	274,6	275,7
		К	357,9	361,8	366,9	373,4	383	399,4	417,2	434,8	429,6
		К	285	284,2	283,2	281,9	279,9	276,7	273,2	269,6	270,7
		К	298	298	298	298	298	298	298	298	298
		К	357,9	361,8	366,9	373,4	383	399,4	417,2	434,8	429,6
		К	293	293	293	293	293	293	293	293	293
		К	298	298	298	298	298	298	298	298	298
		К	296,7	297,4	298,3	299,4	301,1	304,1	307,2	310,4	309,4
		%	8,39	10,9	14,1	15,5	15,7	15,1	13,4	12	11,4
		%	3,7	5	6,3	7	7,3	7	6	4,9	4
		%	23,6	30,8	36,7	42,3	45,1	43,3	36,7	32,1	27,5

Рис.2.1 – 1 – Зависимость адиабатного КПД схемы от суммарной доли

охлажденного потока при

2 – Зависимость адиабатного КПД схемы от суммарной доли

охлажденного потока при

 3 –Зависимость адиабатного КПД схемы от суммарной доли охлажденного потока при

Рис.2.2 – 1 – Зависимость эксергетического КПД от суммарной доли охлажденного потока при

 2 – Зависимость эксергетического КПД от суммарной доли охлажденного потока при

 3 – Зависимость эксергетического КПД от суммарной доли охлажденного потока при

Рис.2.3 – 1 – Зависимость термического КПД от суммарной доли охлажденного потока

2 – Зависимость термического КПД от суммарной доли

охлажденного потока при

3 – Зависимость термического КПД от суммарной доли

охлажденного потока при

3 Расчет потребного количества сжатого воздуха

 

Расчетная холодопроизводительность схемы

,

где  - потребная холодопроизводительность. По техническому заданию ,  - потери тепла через изоляцию стенок термокамеры

, ,

где  - поверхность теплообмена ;

  - внутренняя поверхность термокамеры.

Потребный объем термокамеры

Толщина изоляции: .

Внешняя поверхность камеры: .

Расчетная поверхность теплообмена: .

Изоляция: пенопласт марки Ф-Ф.

Коэффициент теплопроводности изоляции:

Расчет холодного воздуха для охлаждения стенок термокамеры

  4 Расчет эжектора.

Эжектор 6

Исходные данные:

Где  - давление, температура и расход эжектирующего (активного) газа;

 - давление, температура и расход эжектируемого (пассивного) газа;

Статическое давление на выходе из эжектора принимаем равным

1-         сопло эжектирующего газа

2-         сопло эжектируемого газа

3-         камера смешения

4-         диффузор

Рис. 4.1 – Расчетная схема эжектора

Считая с_р=const определяем коэффициент эжекции

.

Определяем безразмерные параметры:

Область реально возможных режимов. Найдем критическую величину - предельно возможное значение , при котором в сечении запирания скорость эжектируемого газа, то есть . Так как отношение - невелико, то воспользуемся уравнением, полученным в предположении равенства статических давлений в сечении запирания:

Откуда следует при

Определяем  из уравнения

Подставляя численные значения, получим =0,987.

Этому значению соответствует предельно возможное значение λ₂=0,90.

Из уравнения импульсов, которое принимает вид

,

Определим значение , то есть при  или

Таким образом, предельно возможное значение  оказывается выше, чем определено из рассмотрения потоков сечении запирания (λ₂=0,90).

Принимаем .

Для расчета эжектора зададимся рядом значений коэффициента скорости λ₂ . Задаемся несколькими значениями  и проводим расчет по изложенному выше методу.

Данные расчета и результаты заносим в таблицу 2.4.

Таблица 2.4

Величина	Размерность	Значение величин при λ2 равном
		0,65	0,7	0,75	0,8	0,85
	МПа	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5
	МПа	1,25	1,25	1,25	1,25	1,25
	К	331,9	331,9	331,9	331,9	331,9
	К	269,9	269,9	269,9	269,9	269,9
	кг/с	0,0027	0,0027	0,0027	0,0027	0,0027
	кг/с	0,022	0,022	0,022	0,022	0,022
	МПа	5	5	5	5	5
	-	2	2	2	2	2
n	-	8,1	8,1	8,1	8,1	8,1
Θ	-	0,81	0,81	0,81	0,81	0,81
	-	1	1	1	1	1
	-	1	1	1	1	1
	-	1,012	1,008	1,006	1,003	1,002
	-	0,0694	0,0692	0,0689	0,688	0,0687
	-	1	1	1	1	1
	-	2,19	2,13	2,08	2,05	2,03
	-	2,16	2,11	2,07	2,04	2,02
	-	0,672	0,719	0,768	0,819	0,868

5 Расчет эксергии потоков в элементах схемы термостата