Способ работы жидкостно-газового эжектора

 

Сущность изобретения: подают и разгоняют до сверхзвуковой скорости эжектирующую газообразную среду в центральном сопловом насадке. Смешивают эжектирующую и эжектируемую среды в камере смешения и тормозят до дозвуковой скорости смеси сред в диффузоре. Увеличивают расход эжектирующей среды через центральный сопловый насадок. Впрыскивают через отверстия в сверхзвуковой поток газа рабочую жидкость и смешивают ее с эжектирующим газом в цилиндрическом насадке при сохранении сверхзвуковой скорости течение потока. 1 ил.

Изобретение относится к вакуумной технике.

Известен способ работы газового эжектора, при котором эжектирующий газ разгоняется до сверхзвуковой скорости в центральном сопловом насадке. При этом сопло на выходе снабжено расходным насадком с отверстиями.

В указанном техническом решении уменьшение потерь в замыкающих скачках уплотнения за соплом достигается за счет уменьшения перепада полного давления в сопле.

Однако, при этом уменьшается масса и энергия центральной струи активного газа, а энергия струй, выходящих через отверстия расходного насадка, используется неэффективно из-за больших потерь, связанных с торможением струй в косых скачках уплотнения, образующихся при повороте струй на выходе их из отверстий расходного насадка.

Цель изобретения - повышение эффективности работы эжектора.

Для достижения поставленной цели предлагается увеличивать расход эжектирующей среды через центральный сопловой насадок, впрыскивать через отверстия в сверхзвуковой поток газа рабочую жидкость и смешивать последнюю с эжектирующим газом в цилиндрическом насадке при сохранении сверхзвуковой скорости течения потока.

На чертеже показан эжектор, работающий по предлагаемому способу. Эжектор состоит из камеры 1 подвода, центрального насадка 2, подвода 3 газа, сверхзвукового сопла 4, подвода 5 жидкости, коллектора 6 с отверстиями 7, насадка 8, камеры смешения с начальным 9 и основным 10 участками и диффузора 11.

При работе эжектора эжектируемый газ проходит по кольцевому каналу камеры 1 подвода. Эжектирующий газ через подвод 3 вводят в центральный насадок 2 и разгоняют до сверхзвуковой скорости в сопле 4. Рабочую жидкость через подвод 5 вводят в коллектор 6 и через отверстия 7 впрыскивают в сверхзвуковой поток газа и смешивают с ним в цилиндрическом насадке 8 при сохранении сверхзвуковой скорости течения потока. Сверхзвуковая струя смешивается с эжектируемой средой в камере смешения и тормозится до дозвуковой скорости в диффузоре 11. При этом в дозвуковом потоке восстанавливается давление торможения.

П р и м е р 1. При эжектировании воздуха его сжатие от 30 Торр до 1,2 кгс/см² может быть осуществлено обычным способом в жидкостном эжекторе с КПД не более 10% . При работе по предлагаемому способу для сжатия 10 г/с воздуха нормальной температуры в сверхзвуковое сопло активного газа подается 30 г/с воздуха нормальной температуры с давлением 15 кг/см². Воздух расширяется в сопле и при его скорости ≈500 м/с в него впрыскивается вода с расходом 2,2 кг/с. Вода смешивается с воздухом в насадке 8, при этом реализуется сверхзвуковое течение с числом М = 1,4. На начальном участке камеры смешения воздух смешивается с активной средой, при этом скорость потока снижается до М = 1,15. При торможении потока в диффузоре восстанавливается давление 1,2 кгс/см².

П р и м е р 2. Для сжатия воздуха при тех же заданных параметрах в сверхзвуковое сопло подается 50 г/с воздуха, нагретого до 600 К при давлении 12 кгс/см². На выходе сопла в воздух впрыскивается вода с расходом 2 кг/с. Скорость активного потока на входе в камеру смешения соответствует числу М = 1,22. При смешении эжектируемого воздуха с активной средой относительная скорость смеси снижается до М = 1,14. При торможении потока в диффузоре восстанавливается давление 1,2 кгс/см².

С учетом реального уровня потерь в потоке КПД эжекторов в этих примерах составляет соответственно 30 и 35%.

Приведенные примеры выявляют существенное расчетное повышение эффективности работы эжектора. Действительное значение КПД эжектора, полученное экспериментально, не должно значительно отличаться от расчетного.

Предложенный способ применим при использовании в качестве активного газа как однородных с эжектируемым, так и неоднородных с ним газов.

Формула изобретения

СПОСОБ РАБОТЫ ЖИДКОСТНО-ГАЗОВОГО ЭЖЕКТОРА, включающий подачу и разгон до сверхзвуковой скорости эжектирующей газообразной среды в центральном сопловом насадке, смешение эжектирующей и эжектируемой сред в камере смешения и торможение до дозвуковой скорости смеси сред в диффузоре, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы эжектора, увеличивают расход эжектирующей среды через центральный сопловой насадок, впрыскивают через отверстия в сверхзвуковой поток газа рабочую жидкость и смешивают последнюю с эжектирующим газом в цилиндрическом насадке при сохранении сверхзвуковой скорости течения потока.

РИСУНКИ

Рисунок 1