- •Содержание
- •1. Струйные аппараты, классификация, основные характеристики
- •2. Струйные вакуумные насосы
- •Жидкостно-струйные насосы
- •4. Газоструйные эжекторы
- •Динамические свойства эжектирующей струи
- •4.2.Принципиальная схема и процесс работы струйного эжектора
- •Диффузор
- •8. Расчетные соотношения для эжектора
- •Литература
4. Газоструйные эжекторы
Согласно классификации струйных аппаратов к газоструйным эжекторам относятся аппараты со степенью сжатия эжектируемой среды Рс/Рн>2,5.
ОПРЕДЕЛИТЬ, ЧТО ТАКОЕ Рс и Рн
Динамические свойства эжектирующей струи
Схема эжектирующей струи показана на рис.5. Струя формируется соплом, распространяется в начальной части (длина Х1) и основной (длина Х² – Х1) до места соприкосновения со стенками смесительной цилиндрической камеры (сечение а – а).
Из рассмотрения полей динамических напоров видно, что до места соприкосновения со стенками струя не отличается от свободной струи. Именно на этом участке (длиной ) происходит подсос окружающего струю газа. Таким образом, чем длиннее путь до места соприкосновения струи со стенками, тем большее количество эжектируемого газа подсасывается в струю. [Проводится аналогия работы струйного аппарата и вакуумного насоса (бустерного)].
4.2.Принципиальная схема и процесс работы струйного эжектора
Рассмотрим газоструйный аппарат, в котором не происходит изменение агрегатного состояния, т.е. рабочим телом является газ, эжектируется тоже газ. Аппараты с большой степенью расширения рабочего тела и умеренной степенью сжатия называются струйными эжекторами (эти же устройства являются ступенями вакуумного насоса).
Рассмотрим аппарат с цилиндрической камерой смешения. Эти устройства получили наибольшее распространение на практике. Экспериментально установлена эффективность цилиндрических и конических камер смешения: для умеренных степеней сжатия – цилиндрические, для повышенных – конические (это следует из закона обращения воздействий: ).
На рис. 6 представлена принципиальная схема струйного эжектора с цилиндрической камерой смешения. Рабочий газ с давлением Рр и скоростью Wр подводится к рабочему соплу. Поскольку Wр в подводящем трубопроводе, как правило невелика, то Рр ≈ давлению торможения. Рабочее сопло имеет форму сопла Лаваля, т.е. с критическим сечением и с расширяющей выходной частью. Степень расширения газа в сопле Рр/Рн .
Давление газа в сопле снижается от Рр до Рр1 = Рн, а скорость увеличивается от Wp до Wp1. Рабочий газ, выходящий из сопла в приемную камеру со скоростью Wp1 , подсасывает из приемной камеры газ, который поступает в приемную камеру с давлением Рн.
По мере удаления от сопла массовый расход движущего потока непрерывно увеличивается за счет подсасываемого газа, а поперечное сечение потока растет и на некотором расстоянии от сопла поток касается стенок приемной камеры. В этом сечении 4-4 ( f4 ) массовый расход G = Gp + Gн, где Gp – расход рабочего газа, Gн - расход эжектируемого газа. В этом сечении профиль скоростей имеет большую неравномерность по радиусу потока: на границе скорость мала, по оси она близка к скорости истечения из сопла Wp1.
Сечение f4 является конечным сечением приемной камеры и начальным сечением камеры смешения. Т.к. f4 > f2 , то скорость на этом участке растет (аналог сужающего сопла), а давление падает.
На рис. 7 показан профиль скоростей в двух крайних сечениях цилиндрической камеры смешения. Можно условно представить поток во входном сечении состоящем из двух соосных потоков: центрального с массовым расходом Gp и средней скоростью Wp2 и периферийного с массовым расходом Gн и скоростью Wн2, причем Wp2 >> Wн2.
В выходном сечении камеры смешения поток имеет достаточно равномерный профиль скоростей (W3).
Основными характеристиками струйного эжектора являются коэффициент эжекции (ν) и степень сжатия .
На рис.8 схематически изображен профиль проточной части эжектора с коническим участком камеры смешения и указаны основные составляющие (элементы) эжектора.