Изложение методики расчета инжектора проведем на примере расчета всасывающего инжектора № 5, применяемого на локомобилях марок П-25 (а также для П-75 и СК-125) по следующим исходным данным:

1) производительность инжектора

Ое = 0,633 кг/сек (2280 кг/час);

2) давление в котле (для локомобиля П-25) рк= 13 ати;

3) паросодержание перед паровым соплом xK=0,95;

4) температура воды в расходном баке tx. в = 5°С;

5) высота всасывания hBC = 2,2 м (локомобиль установлен на под­ставках и расходный бак расположен в фундаменте).

В процессе расчета должны быть определены основные параметры, характеризующие работу инжектора и размеры его конусов.

1) Скорость пара при выходе из парового сопла. Так как давление в котле рк<С 18 — 20 ати, то следует применить суживающееся сопло, из которого пар выходит с критической ско­ростью.

Для паросодержания перед паровым соплом хк = 0,95 по табл. 22 находим соответствующие значения показателя адиабаты /г = 1,13 и критического отношения давлений

ЫпГ"-°-5784-

Удельный объем пара перед соплом подсчитываем по формуле (243). Значения удельных объемов v'K и if берем из таблиц водяного пара

(/>«+!) агпа. Тогда удельный объем пара получаете» (1 - хк) т/ + xKv”K = (1 - 0,95) • 0,0011476 +

+ 0,95- 0,1435= 0,13639 ~ 0,1364 м*/кг.

Скорость истечения пара из суживающегося сопла определяем по формуле (242), приняв коэфициент скорости равным ф„ = 0,95,

Wn = wKp = 100срп yf (pK + l)vK =

= 100-0,95 j/"2-9,81 -(13 + l)-0,1364= 423,5 м/сек.

2) Параметры пара в критическом сечении парового сопла.

Критическое давление пара находим по формуле (241)

к

Ркр = (р* + 1) (^)* ~1 = (13 + 1) • 0,5784 = 8,1 ата.

Величину паросодержания определяем, используя уравнение (246) и значения энтропий жидкости, теплоты парообразования и температур по таблицам,

с' _1_ Х‘ Г“ = о' I Х*РГ*Р

‘ tK + 273 'О f tKp + 273 •

п г, О. ЇП-ЧОО. У п «0-7-7 , ГР 0,5430 + 194 + 2?3 — 0,4877 + 17и + 273, 44^ ^0,5430 + °’9544768’9 — 0,4877^ = 0,914. ) будет равен 0,914)• 0,0011146 +

Лкр 489 Удельный объем пара по формуле (243) будет равен vKp = (1 — xKp)v'Kp + х + 0,914-0,2420 = 0,221284^0,2213 м*ікг.

После подстановки величин имеем

Теплосодержание пара находим по формуле (253), а именно: і/і = ікр = ікр - f - хкргкр = 171,8 + 0,914-489,1 = 618,8 ккал/кг.

3) Скорость воды при входе во всасывающую (во­дяную) камеру. В соответствии с заданной высотой всасывания А= —2,2 м примем, что давление во всасывающей камере рвс =0,7 ата и сумма коэфициентов сопротивления трубопровода = 9. Тогда

коэфициенг скорости по формуле (248) будет равен

1 1

4) Диаметр всасывающего трубопровода определяете® по формуле:

f +(0,002 0,006) (258)

После подстановок имеем

dec = ]/+ °’002 = 0,023 + 0,002 = 0,025 м = 25 мм-

+ (н-2ч*

5) Скорость смеси при выходе из смесительного конуса и при входе в нагнетательный находится по урав­нению (257)

Для локомобиля марки П-25, на котором устанавливается инжек­тор № 5, величина И.'нг = 0,05 м (горизонтально расположенный инжектор непосредственно прикреплен к питательной коробке котла).

При расчете примем: 1) скорость смеси в нагнетательном трубо­проводе wHZ — 2 м/сек; 2) коэфициент сопротивления нагнетательного конуса С„ = 0,06; 3) сумма коэфициентов сопротивления нагнетатель­ного трубопровода 2С«г = 26.

Для определения удельных весов смеси перед нагнетательным кону­сом и в нагнетательном трубопроводе задаемся температурой смесиг равной tCM = 79° С. Тогда удельный вес смеси перед конусом по фор­муле (251) будет равен:

= 1100 — 5-4* = 1100-5-79 •=■ 705 кг/м5,

а за конусом по табл. 23

Тяг = 973 кг/м5.

Подставляем все эти значения в уравнение (257)

и после необходимых преобразований получаем wCM—53,l м/сек

Пользуясь полученным отношением, проверяем по формуле (252) величину температуры смеси в нагнетательном конусе, принимая коэфи - циент (3 = 0,97,

, __ Иа°‘п+ ав{х. в) _ 0,97 (0,141-618.8+1-5) _ 7Г1о г

ся G0 + ад 0,141 + 1 " ~

Проведенная проверка показала, что взятая для расчета величина температуры tCM — 79° выбрана правильно. Если полученная по фор­муле (252) величина температуры tCM не сошлась с принятой для расчета, то необходимо задаться новым значением этой температуры и повторить расчет по формулам (257), (250) и (252).

После окончательного уточнения величины температуры смеси опре­деляем расход пара на работу инжектора по известным значениям про­изводительности инжектора Ge кг/час и отношения р2

^ в

Go = Gep - = 0,633-0,141 = 0,09 кг/сек

^ в

Получение величины расхода пара позволяет перейти к определению размеров всех конусов.

7) Размеры парового сопла (конуса). Диаметр крити­ческого сечения парового сопла находится по уравнению

*» = <259>

Для разбираемого примера

^ 0,008 м — 8 мм

Если суживающееся сопло выполняется на основе конструкции, представленной на фиг. 112, а, то для определения его размеров при­меняются следующие соотношения:

а) диаметр входного сечения

б) диаметр выходного сечения

(1п2= 1,2 dKp = 1,2-8 = 9,6 мм;

в) длина суживающейся части сопла

ln — ~ldKp = 7 • 8 — 56 мм.

(угол при вершине конуса 8„ = 3-f-4°);

г) длина расширяющейся части сопла

1п2 “ dKp ~ 8 мм.

Конструкция парового конуса инжектора № 5 изображена на фиг. 111, а. Диаметр выходного сечения равен dn2= 10 мм, что соот­ветствует принятым соотношениям Критическое сечение в этом сопле получается за счет сужения от вставленного конуса, соединенного с паровым клапаном.

В расширяющихся паровых соплах (фиг. 112, 6) применяются сле­дующие соотношения:

а) диаметр входного сечения

dn = (1,5 - ь 3,0) d„p;

б) диаметр выходного сечения находится по формуле

в) длина суживающейся части сопла

'«= (1-2Мкр;

г) длина расширяющейся части сопла определяется по формуле

где ол— у юл при вершине конуса.

Угол при вершине конуса расширяющихся сопел делается обычно равным §л = 6~10°, а максимальное его значение 8Л тах = 12°.

8) Размеры смесительного конуса. Диаметр выходного сечения смесиїельного конуса (фиг. 113) находится по формуле

=/ "Sz! t + <° °>оо2> •*■• '2б2>

Для рассматриваемого примера

Гарькуша и Юшина 649

Остальные размеры конуса определяются на основе опытных соот­ношений:

а) наибольший диаметр раструба входной части

б) диаметр входного сечения конуса

dCM1=(2,5~Z,0)dCM2,

для разбираемого примера

dCM = 2’9 d€M% = 2>9- 5 = 14-5 ММ1

в) длина рабочей части смесительного конуса

или по формуле

(263)

где 8cjn — угол при вершине конуса (обычно принимается 8fJ) = 6 — 10°), для примера

1СМ — 13,6 dсм.2 = 13,6-5 = 68 мм;

г) длина раструба входной части смесительного конуса

t

I'см = dCM2>

для рассматриваемого примера

tCM = 1,2 dCM2 — 1,2-5 = 6 мм.

д) Полная длина смесительного конуса

LCM = 1СМ + 1См — 68 - f - 6 = 74 мм.

9) Размеры нагнетательного конуса. Диаметр минималь­ного сечения конуса берется равным диаметру выходного сечения сме­сительного конуса, т. е. dH — dCMV Таким образом для инжектора № 5 dH = 5 мм.

Остальные размеры конуса определяются по следующим соотноше­ниям (см. фиг. 114):

а) диаметр входного сечения конуса

dHi ~ (1,25-г-2)а[ж,

для рассматриваемого примера

б) диаметр выходного сечения конуса

dH% = (1,5-т-1,7 )dH,

для инжектора № 5

dH% = 1,6 dH = 1,6. 5 = 8 мм;

в) наибольший диаметр раструба выходной части

DH = (2,5 - г - 3,5) dH. для рассматриваемого примера

DH = 3,2 dH — 3,2 -5=16 мм;

г) диаметр нагнетательной камеры находится по формуле

wcm~cm

^нгнг

•705

нк “ V 9.973

д) длина суживающейся части конуса

= (0,4-4)^,

для примера расчета

1н1 = 0,44 dH = 0,44*5 = 2,2 мм;

е) длина расширяющейся части конуса

/Я2=(5-10)<7К

или по формуле

dHj — dH

2‘g-^

где 8Н — угол при вершине конуса (обычно 8к = 4-=-6°), для инжектора № 5

^н2=5,5 dH = 5,5.5^27,3 мм;

ж) длина раструба на выходной части

/кз (0,о 1) dH,

для"разбираемого примера

/«з = 0,5 d„ = 0,5-5 = 2,5 мм.

10) Диаметр нагнетательного трубопровод ляется по формуле

=/ *-¥У£г+<°.°02 -- °-0!°) *■

для рассматриваемого примера

анг = ]/"4(0’^.973 + 0,003 ^ 0,022 + 0,003 = 0,025 м - 25 мм-

11) Размеры питательного клапана:

а) диаметр клапана dn кл находится по формуле (266), причем зна­чение скорости можно взягь на Ю°/0 больше, чем в нагнетательном трубопроводе;

б) высота подъема клапана hn кл принимается равной 0,19 от вели­чины диаметра клапана (опытная зависимость).