Импульсный резонаторный эжектор

Изобретение относится к струйной технике, а конкретно к газовым эжекторам. Эжектор содержит подводной канал, камеру смешения, полость разрежения со щелью, соединяющей ее с областью отбора газа, выходной диффузор и установленные между подводным каналом и камерой смешения полость и резонаторную трубку, образующие совместно резонатор. Изобретение позволяет увеличить коэффициент эжекции в 2-2.5 раза. 3 ил.

 

Изобретение относится к струйной технике, а конкретно к газовым эжекторам и может быть использовано в индустриальной промышленности для откачки газов, пылевоздушных смесей в пылезащитных устройствах, в системах обогрева, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также в авиации в системах управления обтеканием летательного аппарата (ЛА) при дозвуковых и околозвуковых скоростях полета.

Для управления обтеканием крыла ЛА с целью его перестройки в благоприятном направлении используются устройства (актуаторы) различных типов. Как правило, эти устройства тем или иным способом формируют струю газа, которая может быть направлена в чувствительные зоны обтекания и вызвать его перестройку в благоприятном направлении.

Известен актуатор, работающий на газе высокого давления, осуществляющий с помощью специального пневматического устройства формирование пульсирующего выдува в одной области течения и постоянного отсоса пограничного слоя в другой: Arwatz, G., Fono, I., and Seifert, A. "Suction and oscillatory blowing actuator modeling and validation," AIAA journal, Vol. 46, No. 5, 2008, pp. 1107-1117. Основным недостатком подобных актуаторов является необходимость отбора газа высокого давления от двигателя или от специального компрессора.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является импульсный плазменный тепловой актуатор эжекторного типа (патент РФ №2637235), состоящий из подводного канала, обратного клапана, сопла эжектора, камеры смешения, полости разрежения, выходного диффузора и разрядной камеры со встроенными игольчатыми электродами, при этом полость разрежения выполнена со щелью, соединяющей ее с поверхностью крыла.

Недостатком известного актуатора является необходимость наличия в системе управления импульсного высоковольтного источника питания значительной мощности.

Задачей и техническим результатом настоящего изобретения является повышение коэффициента эжекции газа, упрощение схемы устройства, существенное сокращение затрат энергии, повышение экономичности по расходу высоконапорного газа.

Решение задачи и технический результат достигается тем, что импульсный резонаторный эжектор, содержащий подводной канал, камеру смешения, полость разрежения со щелью, соединяющей ее с областью отбора газа и выходной диффузор, дополнительно содержит установленные между подводным каналом и камерой смешения полость и резонаторную трубку, образующие совместно резонатор.

На фигуре 1 приведена схема резонаторного импульсного эжектора.

На фигуре 2 приведены результаты экспериментальных стендовых исследований зависимости объемов эжектируемого газа при работе эжектора в стационарном и импульсном режимах в зависимости от расхода высоконапорного газа.

На фигуре 3 приведен график величин коэффициента эжекции при разных режимах работы эжектора.

Импульсный резонаторный эжектор (фиг. 1) состоит из трассы подвода импульсов высокого давления 1, резонатора, состоящего из полости 2 и резонаторной трубки 3, полости разрежения 4, в которую производится отсос внешней среды через щель 5, камеры смешения 6, переходящей в выходной диффузор 7.

Принцип работы импульсного резонаторного эжектора следующий: на вход импульсного резонаторного эжектора по трассе 1 подаются импульсы избыточного давления с некоторой скважностью. Форма импульсов давления и величина скважности принципиального значения не имеют (лабораторный образец испытывался при импульсах давления, по форме близких к положительным синусоидальным, и скважности, равной трем). Во время положительного импульса давления происходит расход высоконапорного газа. В результате в полости резонатора 2 и резонаторной трубке 3 возникают собственные колебания давления (как положительные, так и отрицательные) определенной амплитуды, зависящей от добротности резонатора. При этом в резонаторной трубке 3 возникает возвратно-поступательное течение газа. Поступательное (выдув) во время прохождения положительного импульса давления и возвратное во время между импульсами. Резонаторная трубка 3 является одновременно высоконапорным соплом эжектора. Во время истечения газа из сопла эжектор создает разрежение в камере 4 и происходит отсос газа из области отбора газа через щель 5. Во время обратного течения газа в трубку 3 также засасывается газ из камеры 4 и из области отбора газа через щель 5. Таким образом, отсос газа через щель 5 происходит непрерывно как во время положительного импульса давления, во время которого происходит расход высоконапорного газа, так и в промежутке между импульсами, когда расход высоконапорного газа равен нулю. При этом возникает значительное уменьшение расхода высоконапорного газа и увеличение коэффициента эжекции.

При использовании импульсного резонаторного эжектора в качестве устройства управления обтеканием крыла на крейсерских режимах, областью отбора газа является внешняя поверхность крыла.

Наличие в конструкции резонаторного импульсного эжектора резонатора, обеспечивает повышенную экономичность конструкции по расходу высоконапорного газа.

Основная экспериментально определяемая резонансная частота для исследуемой конструкции эжектора равнялась f≈60 Гц. Видно, что импульсный режим работы на частотах далеких от резонанса («Не резонансный импульсный режим 40 Гц» на фиг. 2) уже обеспечивает значительную экономию расхода высоконапорного газа, необходимого для достижения заданного расхода эжекции. Резонансный режим работы эжектора («Резонансный импульсный режим 60 Гц» на фиг. 2) увеличивает его производительность по расходу эжектируемого газа еще на 20-25%.

Коэффициент эжекции (фиг. 3), равный отношению массовых расходов эжектируемого и высоконапорного газов, также значительно возрастает при импульсных режимах работы эжектора, даже на далеких от резонанса частотах.

На резонансном режиме коэффициент эжекции в 2-2.5 раза выше, чем при стационарном. Наиболее эффективны резонансные режимы работы эжектора при малых и средних величинах расхода высоконапорного газа.

Импульсный резонаторный эжектор, содержащий подводной канал, камеру смешения, полость разрежения со щелью, соединяющей ее с областью отбора газа, и выходной диффузор, отличающийся тем, что дополнительно содержит установленные между подводным каналом и камерой смешения полость и резонаторную трубку, образующие совместно резонатор.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к многоканальному аспиратору, который может быть использован в автотранспортных областях для создания и поддержания разрежения. В одном или более вариантах осуществления аспиратор транспортного средства содержит корпус с входной частью и выходной частью и рукавную часть, соединенную с корпусом в месте между входной частью и выходной частью, в котором поперечный разрез входной части содержит внутреннюю стенку и наружную стенку, окружающую внутреннюю стенку.

Изобретение относится к подаче разрежения в двигатель транспортного средства. Способ включает в себя этапы, на которых управляют дроссельным клапаном, расположенным во впускном канале двигателя выше по потоку от нагнетателя, расположенного во впускном канале двигателя выше по потоку от компрессора турбонагнетателя, компрессор расположен во впускном канале двигателя, чтобы втягивать текучую среду из магистрали для подачи разрежения, расположенной между дроссельным клапаном и впуском нагнетателя, через нагнетатель и затем через компрессор, и регулируют перепускной клапан нагнетателя, расположенный во впускном канале двигателя выше по потоку от компрессора турбонагнетателя, чтобы направлять по меньшей мере некоторое количество текучей среды в обход нагнетателя, а затем через компрессор.

Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано в химической, пищевой, металлургической отрасли народного хозяйства, а также в сельском хозяйстве.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для откачки газа из межтрубного пространства скважины, введения ингибитора в трубопровод и установки диафрагм различного назначения.

Изобретение относится к струйной технике, конкретно к пневмоэжекторному вакуумному насосу, который можно использовать в самых различных производствах, например, в гальванических производствах для перелива агрессивных жидкостей (кислот и щелочей), в автоматах для фильтрования и перекачки различных жидкостей, в лакокрасочных производствах для фильтрации и перелива красок и лаков и других жидкостей, повышенной вязкости, а также для транспортировки их по подземным и другим магистралям.

Изобретение относится к струйной технике, а именно к газовым эжекторам, и может быть использовано в частности, в полевых условиях в полимеризационных процессах для создания вакуума, откачки летучих газов, создания дополнительного давления для формовки.

Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано при перекачивании различных сред. .

Изобретение относится к струйной технике. .

Изобретение относится к области летательных аппаратов тяжелее воздуха. Аэродинамическое устройство для придания летательному аппарату подъемной и/или тяговой силы содержит одну и другую части, образующие полость, имеющую входную и выходную щели, поперечные перегородки, расположенные в упомянутой полости, и заслонку для регулирования прохождения воздушного потока через полость.

Группа изобретений относится к области авиации. Летательный аппарат типа летающее крыло содержит фюзеляж, крыло и турбореактивный двигатель.

Изобретение относится к авиатехнике. Способ создания движущей силы летательного аппарата характеризуется тем, что изменяют направление и значение движущей силы посредством регулирования скорости потока газа внутри корпуса, который формируют из непроницаемых боковых стенок.
Изобретение относится к авиационной технике. Способ формирования подъемной силы за счет управления пограничным слоем в верхней части крыла летательного аппарата, выполненного с системой отбортованных отверстий в виде полой усеченной фигуры с уменьшающимся внутрь крыла поперечным сечением отверстий.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям несущих поверхностей летательных аппаратов. Крыло летательного аппарата содержит прикреплённый к фюзеляжу каркас, верхние и нижние аэродинамические поверхности, имеющие в стенках отверстия для входа воздуха в ограниченные стенками полости, сообщающиеся с полостями реактивные двигатели, элементы отклонения воздушных потоков.

Изобретение относится к области авиации. Способ увеличения подъемной силы крыла самолета основан на создании над верхними плоскостями потока воздуха за счет использования на верхних плоскостях жалюзи, устроенных так, что воздушные полости внутри крыла сообщаются через синхронно с жалюзи управляемыми заслонками со всасывающими полостями турбореактивных двигателей, которые поток воздуха просасывают через жалюзи, создавая при неподвижном самолете над крыльями подвижную воздушную массу.

Изобретение относится к области летательных аппаратов. Летательный аппарат содержит двигатель, встроенный в хвостовую часть фюзеляжа, прикрепленные снизу к фюзеляжу треугольной формы крылья, имеющие элементы отклонения воздушных потоков, обтекающих верхние и нижние аэродинамические поверхности, хвостовое оперение и шасси.

Изобретение относится к летательным аппаратам околозвуковых скоростей. Способ ослабления волнового отрыва при взаимодействии скачка уплотнения с пограничным слоем на обтекаемой поверхности включает отсос части потока через перфорацию в поверхности в полость под ней на участке обтекаемой поверхности за скачком уплотнения.

Изобретение относится к авиастроению и может быть использовано при конструировании обтекаемых тел для летательных аппаратов (ЛА). Обтекаемое тело содержит внешнюю оболочку, области торможения и обтекания набегающего потока, устройство управления обтеканием, смесительную камеру.

Изобретение относится к струйной технике, а конкретно к газовым эжекторам. Эжектор содержит подводной канал, камеру смешения, полость разрежения со щелью, соединяющей ее с областью отбора газа, выходной диффузор и установленные между подводным каналом и камерой смешения полость и резонаторную трубку, образующие совместно резонатор. Изобретение позволяет увеличить коэффициент эжекции в 2-2.5 раза. 3 ил.

Наверх