Учет ввода воды в струю патрубками

Схема образования вторичной струи представлена на рис.2.18.

Рис.2.18. Схема образования вторичной струи

Струя изменяет свои начальные параметры из-за:

влияния патрубков (потеря импульса );

увеличения массы ; (балластирование продуктов сгорания);

уменьшения температуры струи в зависимости от : , . определяется из термодинамического расчета, результаты которого для продуктов сгорания топлива "керосин – кислород" и воды представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Относительная температура смеси продуктов сгорания
"керосин – кислород" и воды

j		0,25	0,5	0,75	1,0	1,25	1,5	1,75	2,0
		0,83	0,7	0,63	0,5	0,42	0,36	0,3	0,25

Другие термодинамические параметры могут определяться аддитивно:

;

,

где – число степеней свободы молекулы воды;

;

.

Заданные параметры на срезе сопла (сечение "a – a"): , , , , , , .

По , и определяются следующие параметры в начальном сечении вторичной струи: , , , , , , .

Критерии и определяются как для исходной (первичной) струи, так и для вторичной по формулам:

; .

Начальное сечение вторичной струи условно смещается назад против течения на 0,6 "бочки" вторичной струи () от среза патрубков.

Значение потерь импульса будем определять по параметрам сечений первичной струи, в которых размещаются патрубки:

а) в широком сечении

,

;

б) в узком сечении

.

Расчет параметров начального сечения вторичной струи будем проводить по ближайшему широкому сечению первичной струи вверх от сечения расположения среза патрубков (газодинамические сечения "а"; 1'; 2'; 3'; 4' на рис. 2.18).

2.3.2. Определение исходных газодинамических параметров вторичной струи (с уменьшенным импульсом, балластированной и охлажденной) в ее начальном сечении "2а"

Параметры: , , , , , .

В некоторых литературных источниках применяются индексы "см" – смешанные с водой продукты сгорания.

1. Уравнение потери импульса на патрубках и условие сохранения соотношения между статическими и динамическими составляющими (гипотеза):

;

,

а так как ,

то .

Так как ,

то .

Тогда . (2.6)

Следует отметить, что вторичной струи уменьшается с увеличением потерь импульса , так же уменьшается с увеличением присоединенной массы (эффект расходного сопла) и увеличивается с уменьшением температуры (эффект теплового сопла).

;

. (2.7)

2. Уравнение сохранения массы и уравнение состояния

.

Так как ,

то ,

откуда .

Умножив и разделив правую часть уравнения на и приняв, что , получим далее

;

.

Учитывая зависимость (2.6), получим

;

.

Из уравнения импульса для статической составляющей

выражаем . (2.8)

После алгебраических преобразований получим

; (2.9)

; (2.10)

. (2.11)

Таким образом по параметрам , , , , , , , , определяем параметры в начальном сечении вторичной струи: – зависимость (2.6), (2.9), (2.8), (2.11), (2.7), (2.10).