Струйные однофазные насосы

Уравнение характеристики струйных насосов (СН или СОН, см. рис. 5.1, д), согласно [14], имеет вид

, (6.1)

где ; ; ;

; ; ;

.

Уравнение (6.1) — результат применения теоремы об изменении количества движения для цилиндрической камеры смешения (см. рис. 4.3, б) с использованием коэффициентов j₁, j₂, j₃ и j₄, названных коэффициентами скорости сопла, камеры смешения, диффузора и входного участка камеры смешения (конфузора). Основное допущение при выводе — это неизменность сечения рабочего потока, т. е. f_p1 = f_p2 = idem. Значения коэффициентов j₁, j₂, j₃ и j₄ рекомендуется принимать [14] соответственно 0,95; 0,975; 0,9 и 0,925.

При расчете высоконапорных СН, характеризующихся отношением , уравнение (6.1) дает завышенную величину в области повышенных значений u. Поэтому расчет таких СН должен проводиться по более точному уравнению (6.2), учитывающему изменение сечения рабочего потока на входном участке камеры смешения ( f_p2  f_p1), вызванное снижением статического давления на этом участке (р₂ = р_р2 = р_н2  р_н):

, (6.2)

где Dр_к = р_н – р₂ — снижение статического давления на входном участке камеры смешения; р₂ = р_р2 = р_н2 — статическое давление во входном сечении камеры смешения;

; (6.3)

; (6.4)

. (6.5)

Как следует из анализа соотношений (6.3)–(6.5), отношения сеченийвеличины и являются величинами переменными, зависящими от u. Характер зависимости показан на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Зависимости (а) и (б) от u:
1 — без учета снижения статического давления;
2 — с учетом снижения статического давления

При расчете характеристики по уравнению (6.3.6.2) следует предварительно для каждого значения u найти любым численным методом , а затем и .

Совершенство струйного насоса (СН) определяется величиной КПД. В применении к СН выражение (5.38) преобразуется к виду:

. (6.6)

Определение достижимых параметров и оптимального отношения сечений

При заданных величинах Dр_р и u оптимальное отношение сечений соответствует максимальному значению перепада давлений Dр_с, развиваемого СН, и поэтому находится аналогично СА для пневмотранспорта зернистых материалов:

, (6.7)

где

. (6.8)

Из совместного решения (6.7)–(6.8) следует зависимость для однозначного определения :

, (6.9)

где

При подстановке в (6.1) находят достижимый перепад давлений D р_с.

Совместное решение (6.7) и (6.1) дает зависимость для непосредственного расчета достижимого относительного перепада давлений СН без необходимости предварительного расчета :

. (6.10)

Характер зависимостей достижимых параметров , , h при и для каждого значения u представлен на рис. 6.2, что позволяет осуществить приближенный выбор СН.

Если задан Dр_с, а искомой величиной является достижимый коэффициент инжекции u, то, предварительно определив из совместного решения (6.7) и (6.10)

, (6.3.6.11)

а также n из (6.8), после преобразований (6.10) нетрудно получить

,

где ;

;

.

На рис. 6.3 показана расчетная кривая достижимых параметров , построенная с помощью (6.9) и (6.10). Там же приведены характеристики СН с различным отношением . Как видно из рис. 6.3, кривая оптимальных параметров является огибающей семейства характеристик СН с различным отношением и касается этих характеристик в точках, соответствующих оптимальным режимам их работы.

Рис. 6.2.Зависимость , , , n и h от коэффициента инжекции u струйного насоса

Рис. 6.3. Характеристики СН при различных