жидкостно-газовый струйный аппарат

Формула изобретения

Жидкостно-газовый струйный аппарат, содержащий активное жидкостное сопло и камеру смешения, отличающийся тем, что отношение площади минимального сечения камеры смешения к площади минимального сечения активного жидкостного сопла больше 800, но меньше 1600.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к жидкостно-газовым струйным аппаратам для создания вакуума.

Известны жидкостно-газовые струйные аппараты, содержащие активное сопло, приемную камеру, камеру смешения, диффузор и патрубки подвода активной и пассивной сред (см. книгу К.П. Шумского Вакуумные аппараты и приборы, М., Машгиз, 1963, с. 476-477).

Однако данный струйный аппарат имеет сравнительно невысокий КПД, что сужает область его использования.

Наиболее близким к описываемому является жидкостно-газовый струйный аппарат, содержащий активное сопло и камеру смешения с диффузором, причем оптимальное отношение камеры смешения и активного сопла определяется из расчетного выражения в зависимости от отношений перепада давления смеси сред и активной жидкой среды (см. книгу Соколова Е.Я. и др. Струйные аппараты, М., Энергия, 1970, с. 209).

Однако проведенные исследования показали, что данные струйные аппараты не обеспечивают требуемую производительность и в ряде случаев требуемую глубину вакуума, что связано с большими потерями энергии в процессе смешения сред.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение КПД жидкостно-газового струйного аппарата путем оптимизации процесса смешения газообразной и жидкой сред в проточной части струйного аппарата.

Указанная задача достигается за счет того, что в жидкостно-газовом струйном аппарате, содержащем активное сопло и камеру смешения, отношение площади минимального сечения камеры смешения к площади минимального сечения активного жидкостного сопла больше 800, но меньше 1600.

Как показали проведенные исследования, организация процесса смешения активной (эжектирующей) жидкой и пассивной (откачиваемой) газообразной сред вносит существенное влияние в достижение высокого КПД жидкостно-газового струйного аппарата в виду того, что именно в момент первого контакта высоко динамичной жидкой среды и откачиваемой несформированной газообразной среды наблюдаются наибольшие потери, в первую очередь потери на удар. Поэтому соотношению размеров минимального сечения, как правило выходного сечения, активного сопла и минимального сечения камеры смешения уделяется первостепенное внимание. Выполнение жидкостно-газового струйного аппарата в частном случае для получения вакуума с указанным выше соотношением размеров камеры смешения и активного сопла позволяет создать условия, когда мелко диспергированный жидкостной поток, с одной стороны, обеспечивает эффективную откачку газообразной и парообразной сред и, с другой стороны, перекрывает проходное сечение камеры смешения, предотвращая обратные токи с выхода струйного аппарата. В тоже время предотвращается ситуация, когда жидкостной поток, обладая недостаточной энергией вдоль стенок камеры смешения, создает условия для образования на входном участке камеры смешения вихреобразных зон, которые создают дополнительное гидравлическое сопротивление и, как следствие, ведут к дополнительным энергетическим затратам.

Таким образом, достигается возможность снизить потери энергии на входном участке камеры смешения без снижения устойчивости работы струйного аппарата и, как следствие, повысить КПД струйного аппарата.

На чертеже схематически представлен описываемый жидкостно-газовый струйный аппарат.

Жидкостно-газовый струйный аппарат содержит активное жидкостное сопло 1, камеру 2 смешения и диффузор 3. Отношение площади минимального сечения d_кс камеры 2 смешения к площади минимального сечения d_ж активного жидкостного сопла 1 больше 800, но меньше 1600. В случае, если в струйном аппарате будет выполнено многоствольное активное жидкостное сопло 1, под площадью минимального сечения активного жидкостного сопла понимается суммарная площадь минимальных сечений стволов активного сопла 1.

Струйный аппарат работает следующим образом.

Активная жидкая среда, истекая из сопла 1, увлекает в камеру 2 смешения пассивную газообразную среду. Из камеры 2 смешения смесь сред поступает в диффузор 3, где кинетическая энергия смеси сред частично преобразуется в потенциальную энергию давления.

Данный струйный аппарат кроме нефтехимии может найти применение и в других отраслях промышленности, где требуется создание вакуума, а также там, где требуется сжатие газообразной среды за счет кинетической энергии жидкой среды.