Одномерное течение

Приближенное решение задачи об одномерном течении газа с части­цами неизменного одинакового состояния и размера может быть получе­но методом возмущений. В нулевом приближении газ и конденсирован­ная фаза имеют одинаковый состав и температуру, отсутствуют фазовые превращения. Такое "невозмущенное" течение двухфазной смеси экви­валентно движению газа с эффективными газовой постоянной и показа­телем изоэнтропы (табл. 4.8 d_a/d =3, с=с ):

; ;

;

;

;

;

,

где z — массовая доля конденсированных частиц в смеси; с — теплоем­кость частиц.

Приближенные зависимости имеют вид

;

.

В результате относительного движения частиц различных размеров они могут сталкиваться между собой. Одновременно капля вращается, обдувается и деформируется газовым потоком. Исходом соударения капель в этих условиях могут быть коагуляция, укрупнение или дроб­ление, уменьшение. Размеры частиц при течении по соплу изменяются.

Однако для оценки возможного уровня потерь удельного импульса и относительного уменьшения расходного комплекса реальный полидисперсный конденсат может быть заменен монодисперсным, если в качестве эквивалентного диаметра частиц принять среднемассовый диаметр в горловине сопла.

Потери удельного импульса на скоростное и температурное отста­вание частиц пропорциональны массовой доле конденсированной фазы z и могут быть представлены в виде [2]

,,

где = f(); z — доля конденсированной фазы; коэффициенты kj близки к единице, зависят от давления в двигателе р, радиуса скругления горловины , полуугла раствора сопла =0,75 + 0,25 и степени расширения сопла соответственно, а также еще от ; k_r зависит еще от давления р (несколько уменьшается с ростом давления).

Если в качестве опорного варианта выбрать коническое сопло с r= 2,0; ₂⁼15°; r _а =2,5 и параметры в двигателе р =4 МПа и z =0,1, то , где = d причем d_s измеряется в мкм, a d -в мм. Изменение функции в зависимости от составляет:

............. 0 0,25 0,5 1 1,5 2 2,5

%......... 0 1,0 1,5 2,2 2,5 2,6 2,7

Таблица 4.8

Дата добавления: 2015-07-16