Пароежекційна утилізаційна установка

Для утилізації тепла забруднених гарячих рідин чи парорідинних сумішей застосовуються пароежекційні установки (мал.).

Гаряча забруднена рідина чи відкидна парорідинна суміш надходить у віддільник рідини 1, з якого пара відсмоктується паровим ежектором 2, а охолоджена забруднена рідина відкачується насосом 3. Температура рідини, що скидається, залежить від тиску у віддільнику, створюваного ежектором. Для глибокого охолодження може застосуються двох- і багатоступінчастий ежектор.

В ОКБ ЭТХИМ "Техэнергохимпром" розроблена установка, у якій у годину за рахунок 1825 кг гострої пари тиском 1 МПа одержують 3500 кг пари під тиском 0,3 МПа. При цьому від парорідинної суміші тиском 0,2 МПа відсмоктується 1675 кг/год пари.

Схема до розрахунку струминного апарата на рис.

Робоче середовище підводиться до сопла А. Тиск у соплі знижуються до тиску Р_р1=Р_н, а швидкість зростає від w_р до w_р1. Робоче середовище, що виходить із сопла в прийомну камеру В, підсмоктує інжектуєме середовище з параметрами Р_н, G_н, t_н. На вході в камері змішання С потік має велику нерівномірність розподілу швидкостей по радіусу. У камері змішання відбувається вирівнювання швидкостей і підвищення статичного тиску. Потік надходить у дифузор D, де тиск зростає від Р₃ до Р_с, а швидкість зменшується від w₃ до w_с.

У літературі струминні апарати називають ежекторами, інжекторами, компресорами, насосами, термонасосами, елеваторами. Це обумовлене тим, що газорідинний ежектор може виконувати функції вакуумного насоса, компресора, елеватора, підігрівника, конденсатора й ін.

Ступінь стиску Р_с/Р_н - рівнофазних струминних апаратів: 1,2-2,5 - газо(паро) струминні компресори, 2,5 - газо(паро) струминні ежектори; 1,2 - газо (паро) струминні інжектори.

Розрахунки струминних апаратів базуються на використанні трьох основних законів збереження:

енергії

i_p + Ui_н = (1 + U)i_c,

де i_p, i_н, i_c - ентальпія робочого, інжектуємого і змішаного потоків, кДж/кг, U=G_н/G_р - коефіцієнт інжекції;

маси

G_с = G_н + G_р,

де G_р, G_н, G_с - масові витрати робочого, інжектуємого і змішаного потоків, кг/с;

імпульсів

G_рw_р1 + G_нw_н1  (G_р + G_н)w₃ = Р₃F₃ +  (Р_р1F_р1 + Р_н1F_н1),

де w_р1, w_н1, w₃ - швидкості робочого, інжектуємого і змішаного потоків, м/с; Р_р1, Р_н1, Р₃ - статичний тиск, Па; F_р1, F_н1, F₃ - площі перетинів, м².

Залежність витрати від абсолютної температури

; .

Розрізняють граничний (критичний), гранично-критичний (витратний) і дограничний (докритичний) режими роботи ЕП. Перший відповідає критичній швидкості ежектуємого потоку безпосередньо на вході в камеру змішання, другий - у якому-небудь проміжному перетині, а третій - досягненню критичної швидкості змішаного потоку. Робочим режимом вважається граничний режим, а найбільш економічним - гранично-критичний.

При розрахунках вирішують дві задачі: знаходження по відомих вхідних параметрах досяжного протитиску чи при заданому Р_с - досяжного U. Після цього визначаються режимні параметри і геометричні розміри ЕП. Завершується розрахунок визначенням характеристик ЕП.