Параметры эжектора
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
РЕФЕРАТ
система восстановления давления, эжектор, сопло эжектора, шевроны, коэффициент эжекции, степень сжатия.
Цель работы состоит в обработке и верификации раiетной модели эжектора с шевронами на основе экспериментально полученных данных, с подробным исследованием основных характеристик смешения, на основе которого были сделаны выводы о преимуществах такой конструкции эжектора.
В исследовательском разделе данной работы проводится численное моделирование и раiет:
- исследование влияния конструкции с шевронами на характеристики смешения, коэффициент эжекции и степень сжатия.
- верификация применяемой трехмерной модели течения на основе экспериментально полученных данных и поиск подходящего критерия для оценки завершенности смешения.
В данной научной работе не предусмотрен технологический раздел, исходя из поставленных задач.
В результате работы приведены рекомендации и сделаны выводы, сделанные в ходе исследования.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
2. Численное моделирование
2.1 Исходные данные
2.2 Геометрия эжектора и шевронов
2.3 Особенности построения сетки при раiете эжектора с шевронами
3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1 Верификация результатов численного моделирования
4.2 Анализ визуализации полученных результатов
4.3 Поиск критерия оценки завершенности смешения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Введение
Сверхзвуковые мощные химические газовые лазеры - одна из самых перспективных и уникальных областей лазерной техники. На сегодняшний день HF/DF и кислород-йодные лазеры являются самым мощным источником непрерывного когерентного излучения (время действия от 10 до 1000 с). Это системы, работающие по открытому циклу - отработанные газообразные продукты лазерной смеси после генерации в области резонатора удаляются в окружающую среду. Однако вследствие специфики параметров газовой смеси возникают сложности с её откачкой. Низкое статическое давление потока в резонаторной полости не позволяет совершить выхлоп в атмосферу с помощью пассивного диффузора, поэтому возникает необходимость в использовании некоторых дополнительных систем откачки.
Наиболее простым вариантом решения этой проблемы является использование вакуумных емкостей большого объема. Однако такое решение может обеспечить только импульсный режим работы лазера, к тому же с большими промежутками времени между импульсами. Кроме того, оно неприменимо в мобильных лазерных системах, которые являются одним из самых перспективных направлений. Поэтому сегодня в качестве СВД (системы восстановления давления) для мобильных систем чаще всего рассматривают вариант эжекторной СВД, где давление лазерного газа после диффузора повышается до атмосферного уровня с помощью сверхзвукового эжектора.
Одним из главных параметров эжектора является коэффициент эжекции, который определяется, как отношение расхода продуктов работы лазера и эжектирующего газа:
K = Gs/Gp
(где Gs - расход эжектируемого газа, Gp - расход эжектирующего газа)
и степень сжатия (отношение давления на выходе из эжектора к давлению на входе):
? = Pвых/Pвх
В СВД химических лазеров K<<1 (порядка 0.1 и меньше - зависит от типа лазера) Это означает, что требуется большой запас компонент, обеспечивающих работу эжектора. Поэтому СВД определяет массогабаритные характеристики системы лазер-СВД. Кроме того, учет СВД в энергетическом раiете лазерной системы значительно меняет общую оценку эффективности. Анализ показывает, что удельные выходные энергетические характеристики химических HF/DF-лазеров и COIL, без учета СВД и с ним, принципиально различны вне зависимости от способа раiета, и разница эта составляет, как минимум, порядок величины.
В целом, лазер и СВД необходимо рассматривать как единую жестко интегрированную систему. В связи с этим, очевидна необходимость в их совместном анализе, многофункциональном, учитывающим не только добавочный расход компонентов и энергии на СВД, но обеспечивающим комплексную верификацию по всем характеристикам, включая энергетические.
1 - сверхзвуковой диффузор
- теплообменник
- парогазогенератор
- сопло эжектора
- камера смешения эжектора
- дозвуковой диффузор
- бустер
- лазер
Рисунок 1. Общий вид системы лазер-СВД.
На первый взгляд, при раiете СВД применимы методы и экспериментальные данные, использующиеся при раiете выхлопных систем сверхзвуковых аэродинамических труб (одномерные полуэмпирические методики). Однако, как показывает практика, в случае СХЛ эти способы фактически перестают работать. Связано это с целым рядом серьезных факторов. Прежде всего, форма лазерного канала (прямоугольная, с большим отношением h/b<<1) сильно отличается от преимущественно цилиндрической формы аэродинамической трубы, что оказывает серьезное влияние на течение. Помимо этого, в аэродинамических трубах в качестве рабочей среды используется, как правило, холодный воздух (с =29 г/моль и Т=300К), а лазерный газ - горячий и легкий газ (=8-10 г/моль и Т=11001400К) при низком давлении. Таким образом, характерные числа Рейнольдса в лазерной системе на несколько порядков ниже оных в аэродинамической трубе, что обеспечивает большую толщину пограничного слоя и более сильное влияние вязких