1.11 Струйные насосы. Принцип действия.

Струйный насос – насос, действие которого основано на использовании для перемещения капельной жидкости, а также газов и паров кинетической энергии струи другой жидкости, пара или газа.

Особенностью этих насосов является их устройство, которое не имеет ни одной движущейся детали, что значительно увеличи­вает надежность его в работе по сравнению с уже рассмотренны­ми насосами. Они подразделяются на инжекторы и эжекторы.

Инжекторы – насосы нагнетающие, представляющие насосы высокого давления, как правило, применяются на судах только как паровые.

Эжекторы – насосы отсасываюшие, являются насосами низкого давления и могут ра­ботать водой, паром или газом.

В зависимости от назначения струйного насоса в качестве ра­бочей жидкости могут служить вода, смазочное масло, водяной пар, воздух и т.п., причем давление рабочей жидкости редко пре­вышает 10-15 кгс/см² для жидкости и 15-25 ата для водяного пара.

По типу рабочей жидкости струйные насосы подразделяются на водоструйные и пароструйные, газоструйные.

Принцип действия эжекторов и инжекторов основан на посто­янстве суммарной потенциальной и кинетической энергии.

Согласно уравнению Д.Бернулли для идеальной жидкости сумма энергий

Z+P/γ+V²/2g=const

За счет увеличения скоростной энергии V²/2g уменьшается статический напор и образуется разряжение, необходимое для всасывания воздуха и перекачиваемой жидкости.

Рассмотрим схему работы струйного насоса (рис. 76)

Рис. 76. Схема работы струйного насоса.

К соплу 1 подводится рабочая жидкость под напором Н_1н м вод.cm,. При истечении рабочей жидкости из сопла 1 динамический напор ее возрастает, а статическое давление падает. Проходя камеру смешения 2, рабочая жидкость увлекает за собой воздух, находящий­ся в ней, создавая вакуум Н₂ м вод. ст. Далее смесь воздуха и воды попадает в расходящийся диффузор 3, где происходит преоб­разование динамического напора в статическое дав­ление, которое необходи­мо для поднятия жидкости на высоту Z_н, а также пре­одоления давления Р_о в резервуаре 4 и гидравлических сопротивлений трубопровода па длине ℓ_н. Когда в камере смешения разрежение достигает достаточной величины, для поднятия перекачиваемой жидкости из нижнего резервуара 5 па высоту Z_н и преодоления сопротивления всасывающего трубопровода, под давлением атмосферы Р_а на свободную повер­хность жидкости она станет поступать в камеру смешения 2 по всасывающему трубопроводу 9.

Смешиваясь в камере 2 с рабочей жидкостью, перекачиваемая жидкость поступит в диффузор 3 и далее в резервуар 4. Пьезометрические трубки показывают давление жидкости в контрольных точках. Пьезометрическая трубка 6 показывает давление перед соплом 1, равное Н_1н, трубка 7 — вакуум в камере смешения 2, равный высоте Н₂, и трубка 8 — давление нагнетания по выходе из диффузора, равное высоте:

Н₃ = Z_H + -P₀/γ + h_н (где h_н потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений трубопровода на пути ℓ_н). Если в сопло поступает Q₁ м³ жидкости, а по всасывающему трубопроводу Q₂, то в нагнетательный трубопровод будет поступать Q₁+ Q₂ = Q м³ жидкости.