Расчет оптимального времени истечения жидкого снаряда из сопла импульсного эжектора

Аннотация

Статья посвящена струйным насосам, которые ввиду простоты их конструкции получили широкое распространение в энергетической, металлургической, химической, нефтяной и газовой промышленности. Большинство исследователей, занимающихся струйными аппаратами, утверждают, что применение струйных аппаратов с прерыванием струи более эффективно, чем классическая схема струйного аппарата. Рассмотрен рабочий процесс эжектора с прерывистой струей или импульсного эжектора, состоящий из фазы разгона и фазы торможения. В данной статье рассматривается только первая часть рабочего процесса – фаза разгона, которая происходит при открытии канала сопла. В фазе разгона жидкости передается энергия, необходимая для совершения работы. Исследование фазы разгона позволит рассчитывать оптимальное время истечения жидкости через сопло, что позволит улучшить экстремальные характеристики эжектора с прерывистой струей, снизить затраты энергии и увеличить КПД струйного аппарата. В статье описано уравнение энергии для нестационарного истечения жидкости через сопло в дифференциальном виде, получена аналитическая зависимость мгновенной скорости истечения жидкости через сопло в функции от перепада давления на сопле, плотности жидкости, инерционной длины сопла, коэффициента сопротивления сопла и времени истечения. Проиллюстрированы зависимости мгновенной скорости истечения от времени истечения для разных значений перепада давления и инерционной длины сопла. Исходя из полученных зависимостей, определено влияние времени истечения на мгновенную скорость и энергию жидкого снаряда. Разработана методика для определения оптимального времени истечения жидкости через сопло и приведен пример расчета этого времени.