Рассмотрено устройство для эжектирования нескольких потоков, основанное на распределении потока в щелевом зазоре и предназначенное для смешивания жидких и газообразных сред
газожидкостная смесь, массообменные процессы, эжектор
Процесс эжектирования потоков широко применяется во многих отраслях промышленности, в том числе для интенсификации массообменных процессов.
|
Рисунок 1 - Многоступенчатый эжектор |
В работе [1] рассмотрено течение потока в малом, по отношению к поперечному сечению сопла, зазоре между двумя стенками и показано, что при подаче потока в зазор за кромкой сопла образуется кольцевая зона разрежения. На этом принципе разработан многоступенчатый эжектор [2] для смешивания нескольких потоков (рисунок 1), который содержит центральное сопло 1 для подачи эжектирующего потока под давлением РИ. Стенки 2 и 3 установлены неподвижно с зазором для обеспечения безотрывного течения расходящегося потока под избыточным давлением РИ. Кольцевой канал 4 расположен в стенке 2 коаксиально соплу 1 для всасывания эжектируемого потока РВ1 в зазор. Кольцевой канал 5 расположен в стенке 2 коаксиально соплу 1 и соединен кольцевой полостью 6 для всасывания эжектируемого потока РВ3 в зазор. Кольцевой канал 7 расположен в стенке 3 также коаксиально соплу 1 и служит для всасывания эжектируемого потока РВ2 в зазор. При подаче в сопло 1 избыточного давления РИ в зазоре между стенками 2 и 3 образуется волнообразный расходящийся поток 8, который на выходе из сопла 1 отрывается от его кромки, за счет чего в зазоре образуется сужение потока и первая кольцевая зона (каверна) разрежения 10, которая всасывает эжектируемый поток РВ1. Под воздействием зоны разрежения 10 смешанный поток прижимается к стенке 2, образуя второе сужение потока и со стороны стенки 3 создается вторая кольцевая зона (каверна) разрежения 11, которая через кольцевой канал 7 всасывает эжектируемый поток РВ2 в зазор, где он смешивается с первым эжектированным потоком в зазоре. Под воздействием второй кольцевой зоны разрежения 11 смешанный поток прижимается к стенке 3, образуя третье сужение потока, при этом со стороны стенки 2 создается третья кольцевая зона (каверна) разрежения 12, которая через кольцевые каналы 5 и 6 всасывает эжектируемый поток РВ3 в зазор 3, где он смешивается с предыдущим потоком. Таким образом эжектируемые потоки РВ1, РВ2 и РВ3, смешанные в трех кольцевых зонах 10, 11 и 12, образуют единый смешанный поток 9, который выходит за пределы стенок 2 и 3.
|
Рисунок 2 - График зависимости разрежения от величины зазора |
График зависимости разрежения от величины зазора (рисунок 2) показывает, что безотрывное течение расходящегося потока создается при величине зазора от 0,1 до 1,0 мм. Так при зазоре 0,3 мм и избыточном давлении РИ =1,0 кгс/см2 величина разрежения составляет 0,37 кг/см2, при давлении РИ = 3,0 кг/см2 величина разрежения составляет 0,45 кг/см2. Значит, с увеличением избыточного давления в сопле 1, разрежение в кольцевых зонах разрежения 10, 11 и 12 возрастает, таким образом, величину разрежения возможно регулировать, в том числе: изменением избыточного давления РИ; величины зазора в пределах обеспечения в нем безотрывного течения потока; площади сечения сопла 1; радиуса стенок и изменением количества кольцевых зон разрежения.
Исследования показали, что предложенный многоступенчатый эжектор позволяет увеличить разрежение примерно в 4 раза по сравнению с эжектором на основе сопла Лаваля, и за счет нескольких ступеней повысить производительность процесса эжектирования.
1. Чупраков Ю.И. Гидропривод и средства гидроавтоматики: Учебное по-собие для вузов по специальности «Гидропривод и гидроавтоматика». М. Ма-шиностроение, 1979-232 с.
2. Патент Российской Федерации № 2705695, МПК F04F 5/44. Способ эжектирования потока и устройство для его осуществления // Черепанов А.П. Заявитель: ФГБОУ ВО «Ангарский государственный технический университет».
