Acasă Legume efect de ejectie. Efecte fizice (efect de ejecție, efect giroscopic, forță centrifugă, efect Doppler, cavitație acustică, difuzie, presiune hidrostatică) în inginerie mecanică. Secretele succesului - cum să creșteți eficacitatea unui design de casă

efect de ejectie. Efecte fizice (efect de ejecție, efect giroscopic, forță centrifugă, efect Doppler, cavitație acustică, difuzie, presiune hidrostatică) în inginerie mecanică. Secretele succesului - cum să creșteți eficacitatea unui design de casă

Un ejector este un dispozitiv în care energia cinetică este transferată de la un mediu care se deplasează cu o viteză mai mare la altul.
Pompa este un dispozitiv de acționare care transformă energia mecanică a motorului (acționare) în energie hidraulică a fluxului de fluid. Pompa, antrenată de motor, comunică cu rezervoarele prin două conducte: aspirație (recepție) și refulare (debit).
Conform principiului de funcționare, pompele marine sunt împărțite în trei grupe: volumetrice (de deplasare), cu palete și cu jet. Pompele cu jet nu au piese mobile și creează o diferență de presiune folosind mediul de lucru: lichid, abur sau gaz furnizat pompei sub presiune. Aceste pompe includ ejectoare și injectoare.
Pompele cu jet conectate la obiectul deservit printr-o conductă de aspirație se numesc ejectoare. La ejectoare presiunea de lucru este mai mare decât cea utilă, adică. Ejectoarele sunt împărțite în apă - pentru uscare, abur - pentru aspirarea aerului și crearea unui vid în condensatoare, evaporatoare etc.
Pompele cu jet conectate la obiectul deservit printr-o conductă de refulare se numesc injectoare. Injectoarele au raportul de presiune opus, adică presiunea utilă este mai mare decât cea de lucru. Injectoarele sunt pompe cu jet de abur pentru alimentarea cu apă de alimentare la generatoarele de abur.
Figura 1 prezintă un ejector de scurgere a apei cu jet de apă de tip VEZH.
Corpul 3 al ejectorului, sudat din tablă de cupru, are forma unui difuzor cu o conductă de aspirație înclinată 7, a cărei deschidere este închisă cu un capac 6 cu lanț. În stânga, în corp este introdusă o duză de alamă 2, sub forma unei duze convergente cu o semipiuliță „storz” 1 pentru conectarea unui furtun flexibil prin care este furnizată apă de lucru către ejector. Pentru a conecta furtunul de evacuare la ejector, se folosește o jumătate de piuliță a obturatorului 4, situată la capătul de evacuare al conductei de refulare 5. O astfel de conexiune asigură funcționarea ejectoarelor portabile care sunt instalate pe filetele bucșelor de punte care comunica cu compartimente sau cale care necesita drenaj prin intermediul tuburilor.

Orez. 1 Ejector cu jet de apă tip VESH

Ejectorul funcționează după cum urmează: apa de lucru este de obicei furnizată de la magistrala de incendiu sub presiune către duză. Din secțiunea îngustă de ieșire a duzei, apa intră cu viteză mare în așa-numita cameră de amestecare, în timp ce presiunea scade. Trecând prin secțiunea îngustă a difuzorului („gât”), apa antrenează aer și creează un vid în camera de amestecare, care asigură curgerea lichidului din conducta de aspirație 7. Datorită frecării și ca urmare a schimbului de impulsuri, apa aspirata este amestecata, captata si se misca odata cu cea de lucru. Amestecul intră în partea de expansiune a difuzorului, unde energia cinetică (viteza) scade și, ca urmare, crește capul static, ceea ce contribuie la injectarea amestecului lichid prin duza 5 în conducta de refulare și peste bord. Debitul ejectorului poate fi reglat prin înșurubarea sau înlăturarea duzei.
Figura 2 prezintă un injector cu jet de abur utilizat pentru alimentarea cazanelor cu abur.
Aburul de lucru de la cazan este furnizat la conducta de derivație 1 a injectorului. Supapa 2 se deschide prin rotirea mânerului 10. Aburul care trece prin duza de abur 9 capătă o viteză mai mare datorită reducerii presiunii. În același timp, antrenează cu el particulele de aer și creează un vid care asigură că apa de alimentare pătrunde în pompă prin conducta 3. Apa care intră, amestecându-se cu aburul, o condensează. Reducerea volumului crește vidul din camera de amestec 4, ceea ce asigură aspirarea continuă a apei de alimentare în injector. Un amestec de condens și apă curge prin difuzorul 6 către supapa de reținere 5, care acoperă intrarea în conducta de alimentare a cazanului. Ca urmare a transferului în presiune a unei părți din energia cinetică a amestecului, supapa se deschide și apa fierbinte intră în cazanul de abur.

Orez. 2 Injector cu jet de abur

Dacă presiunea de refulare în fața supapei 5 este mai mică decât presiunea din cazan, supapa nu se va deschide. În acest caz, amestecul de apă din camera 7 va strânge supapa și se va scurge prin orificiul 8.
Când presiunea devine suficientă pentru a deschide supapa 5, presiunea din camera 7 va scădea și supapa se va închide sub acțiunea arcului, împiedicând curgerea apei spre exterior. Injectoarele de abur au un dispozitiv simplu si furnizeaza apa calda de alimentare cazanului de abur, dar sunt ineficiente si neeconomice.
Absența pieselor în mișcare în pompa cu jet asigură pomparea lichidelor cu diverse incluziuni mecanice, care este folosită pe navele industriei pescuitului pentru pomparea pulpei, adică un amestec de pește cu apă prin pompe aeriene sau ascensoare hidraulice. Spre deosebire de pompele centrifugale pentru pești, transporturile aeriene nu deteriorează peștele la pomparea pulpei.Aerul comprimat este folosit ca mediu de lucru în transporturile aeriene, care, amestecându-se cu apa, îi creează o densitate redusă.
Principalul dezavantaj al pompelor cu jet este eficiența lor scăzută, care de obicei nu o depășește pe cea a transporturilor aeriene.

Procesul de lucru al ejectorului este următorul. Gazul de înaltă presiune (ejectat) la presiune maximă curge din duză în camera de amestec. În modul de funcționare staționar al ejectorului, o presiune statică este setată în secțiunea de intrare a camerei de amestecare. care este întotdeauna sub presiunea totală a gazului de joasă presiune (ejectat). .

Sub influența diferenței de presiune, gazul de joasă presiune intră în cameră. Debitul relativ al acestui gaz, numit coeficient de ejectie
, depinde de suprafețele duzelor, de densitatea gazelor și presiunile inițiale ale acestora și de modul de funcționare al ejectorului. În ciuda faptului că viteza gazului ejectat în secțiunea de admisie de obicei mai mică decât viteza gazului ejector , selectarea corectă a zonelor duzei Și se poate obține o valoare arbitrar de mare a coeficientului de ejecție n.

Gazele ejectate și ejectate intră în camera de amestec sub forma a două fluxuri separate: în cazul general, ele pot diferi în ceea ce privește compoziția chimică, viteza, temperatura și presiunea. Amestecarea fluxurilor înseamnă, în cele din urmă, alinierea parametrilor gazelor pe toată secțiunea transversală a camerei.

Întregul proces de amestecare poate fi împărțit condiționat în două etape - inițială și principală. În consecință, se disting două secțiuni ale camerei de amestecare (Fig. 5). Debitul din secțiunea inițială a camerei de amestecare, cu o aproximare cunoscută, poate fi asemănat cu un jet turbulent care se mișcă într-un flux cocurent. Datorită prezenței componentelor de viteză fluctuantă transversală inerente mișcării turbulente, fluxurile sunt introduse unele în altele, formând o zonă de amestec care se lărgește treptat - stratul limită al jetului. În limitele stratului limită, există o schimbare lină a parametrilor amestecului de gaze de la valorile lor din gazul de ejectare la valorile din gazul ejectat. În afara stratului limită, în secțiunea inițială a camerei de amestec, există fluxuri neperturbate ale gazelor ejectate și ejectate.

În secțiunea inițială a camerei, particulele de gaz ejectat sunt captate continuu de jetul de înaltă presiune și antrenate de acesta în zona de amestecare. Datorită acestui fapt, la intrarea în camera de amestec se menține un vid, ceea ce asigură intrarea gazului de joasă presiune în ejector.

În funcție de dimensiunile relative ale ejectorului, ambele zone ale fluxului de gaz neperturbat dispar secvențial odată cu creșterea distanței de la duză; deci, în fig. 5, miezul jetului de ejectare este eliminat mai întâi.

La o anumită distanță de duză, în secțiunea G - G, numită secțiune limită, stratul limită al jetului umple întreaga secțiune a camerei de amestec. Nu există regiuni de fluxuri neperturbate în această secțiune, dar parametrii gazului sunt semnificativ diferiți de-a lungul razei camerei. Prin urmare, chiar și după secțiunea limită din secțiunea principală a camerei de amestecare, alinierea parametrilor de curgere peste secțiune continuă. În secțiunea finală a camerei, care este distanțată în medie la o distanță de 8-12 diametre de cameră față de secțiunea inițială, se obține un amestec destul de omogen de gaze, a cărui presiune totală. mai mare decât presiunea totală a gazului ejectat , cu cât este mai mic coeficientul de evacuare n. Proiectarea rațională a ejectorului se reduce la alegerea dimensiunilor sale geometrice astfel încât, pentru parametrii inițiali dați și raportul debitelor de gaz, să se obțină cea mai mare valoare a presiunii totale a amestecului, sau la presiuni inițiale și finale date pentru a obține cel mai mare coeficient de ejecție.

Orez. 5. Variația câmpului de viteză pe lungimea camerei de amestecare.

Schema descrisă mai sus a procesului de amestecare a gazelor într-un ejector la viteze subsonice nu este în mod fundamental diferită de procesul de amestecare a lichidelor incompresibile într-un ejector de lichid. După cum se va arăta mai jos, chiar și la rapoarte mari de presiune subcritică, nu numai regularitățile calitative, ci și multe dependențe cantitative dintre parametrii unui ejector de gaz practic nu diferă de datele corespunzătoare ale unui ejector de lichid.

Un model de curgere calitativ nou este observat la rapoartele de presiune supercritică în duză. La un flux subsonic, presiunea gazului la ieșirea duzei este egală cu presiunea din mediu, cu alte cuvinte, presiunile statice ale gazelor la intrarea în camera de amestec p 1 și p 2 sunt aceleași. În cazul ieșirii sonice sau supersonice a gazului ejectat, presiunea la ieșirea duzei poate diferi semnificativ de presiunea gazului ejectat.

Dacă duza gazului de ejectare este făcută neexpandabilă, atunci la un raport de presiune supercritic, presiunea statică la ieșirea duzei depășește presiunea din mediu - gazul ejectat.

Orez. 6. Schema debitului în secțiunea inițială a camerei de amestec la un raport de presiune supercritic în duză

Prin urmare, după părăsirea duzei A, jetul de gaz care ejectează B (Fig. 6), se deplasează cu viteza sunetului
, continuă să se extindă, viteza sa devine supersonică, iar aria secțiunii transversale devine mai mare decât aria secțiunii de ieșire a duzei.

Un jet de ejector supersonic care curge dintr-o duză Laval se comportă exact în același mod dacă în ejector este utilizată o duză supersonică cu expansiune incompletă. În acest caz, viteza gazului la ieșirea duzei corespunde
, Unde
este valoarea calculată a vitezei pentru o anumită duză Laval, care este determinată de raportul dintre zonele de evacuare și secțiunile critice.

Astfel, la rapoarte de presiune mai mari decât cele calculate pentru o duză dată, gazul care ejectează în secțiunea inițială a camerei de amestec este un jet supersonic în expansiune. Fluxul de gaz ejectat în această secțiune se deplasează între limita jetului și pereții camerei. Deoarece viteza fluxului ejectat în secțiunea inițială este subsonică, atunci când curge printr-un „canal” îngust, fluxul se accelerează, iar presiunea statică din acesta scade.

La ieșirea subsonică a jetului de ejectare, cea mai mare rarefacție și viteze maxime de curgere au fost atinse în secțiunea de intrare a camerei. În acest caz, valoarea minimă a presiunii statice și viteza maximă a fluxului ejectat sunt atinse într-o secțiune de 1 ", situată la o anumită distanță de duză, unde aria jetului supersonic în expansiune devine cea mai mare. Această secțiune este denumită în mod obișnuit secțiunea de blocare.

O caracteristică a jetului supersonic este că amestecarea lui cu fluxul înconjurător în această zonă este mult mai puțin intensă decât amestecarea fluxurilor subsonice. Acest lucru se datorează faptului că un jet supersonic are o stabilitate crescută în comparație cu un jet subsonic, iar estomparea limitelor unui astfel de jet este mai slabă. Baza fizică a acestui fenomen este ușor de înțeles în exemplul următor (Fig. 7).

Orez. Fig. 7. Schema efectului de forță al gazului asupra unui corp care îndoaie limita dintre fluxurile subsonice (a) și supersonice (b).

Dacă limita fluxului subsonic este curbată dintr-un motiv oarecare (de exemplu, efectul particulelor de gaz co-flux), atunci în acest loc, din cauza scăderii ariei secțiunii transversale, presiunea statică scade și o creștere externă. apare o forță de presiune care crește deformarea inițială a limitei: atunci când interacționează cu mediul, jetul subsonic „atrage” particulele fluxului extern și limita sa este rapid estompată. Într-un flux supersonic (în raport cu mediul extern), o curbură similară a limitei și o scădere a secțiunii transversale duc la o creștere a presiunii; forța emergentă este direcționată nu în interiorul, ci în afara fluxului și tinde să restabilească poziția inițială a limitei jetului, împingând particulele din mediul extern.

Este interesant de observat că această diferență în proprietățile jeturilor subsonice și supersonice poate fi observată literalmente prin atingere. Un jet subsonic atrage un obiect ușor adus la limită, un jet supersonic are o limită „dură” la o distanță de câteva calibre de duză; atunci când se încearcă introducerea unui obiect în jet din exterior, se simte o rezistență vizibilă la limita puternic pronunțată a jetului.

Orez. 8. Schlieren - fotografie a fluxului în camera de amestec a unui ejector plat în modul subsonic de ieșire de gaz din duză;
,
, p 1 \u003d p 2.

Orez. 9. Schlieren - fotografie a debitului în camera de amestec a unui ejector plat la un raport de presiune supercritic în duza P 0 =3,4.

Pe fig. Figurile 8 și 9 prezintă fotografii ale fluxului în secțiunea inițială a camerei de amestecare pentru scurgerea subsonică și supersonică a jetului de ejectare. Fotografiile au fost realizate pe un model de ejector plat, regimul a fost modificat prin creșterea presiunii totale a gazului de evacuare în fața duzei la o presiune constantă a gazului ejectat și o presiune constantă la ieșirea din cameră.

Fotografiile arată diferența dintre cele două regimuri de curgere considerate în secțiunea inițială a camerei.

Când se analizează procesele și se calculează parametrii ejectorului la rapoarte de presiune supercritică în duză, presupunem că până la secțiunea transversală de blocare (Fig. 6), fluxurile ejectate și ejectate curg separat, fără amestecare, iar în spatele acestei secțiuni are loc amestecarea intensivă. Aceasta este foarte aproape de imaginea reală a fenomenului. Secțiunea transversală de blocare este o secțiune transversală caracteristică a secțiunii inițiale de amestecare, iar parametrii de curgere din ea, așa cum se va arăta mai jos, afectează în mod semnificativ procesul de lucru și parametrii ejectorului.

Odată cu distanța de la duză, granița dintre fluxuri se estompează, miezul supersonic al jetului de ejectare scade, iar parametrii gazului se egalizează treptat pe secțiunea transversală a camerei.

Natura amestecării gazelor în secțiunea principală a camerei de amestec este practic aceeași ca la rapoartele de presiune subcritice din duză, viteza amestecului de gaze. într-o gamă largă de parametri inițiali ai gazului, viteza sunetului rămâne mai mică. Cu toate acestea, pe măsură ce raportul presiunilor inițiale ale gazului crește peste o anumită valoare determinată pentru fiecare ejector, fluxul de amestec în secțiunea principală a camerei devine supersonic și poate rămâne supersonic până la sfârșitul camerei de amestecare. Condițiile pentru trecerea de la fluxul de amestec de gaz subsonic la cel supersonic, așa cum se va arăta mai jos, sunt strâns legate de regimul de curgere a gazului din secțiunea de blocare.

Acestea sunt caracteristicile fluxului procesului de amestecare a gazelor la rapoarte supercritice ale presiunilor gazului în duza de ejectare. Rețineți că prin raportul de presiune din duză înțelegem raportul dintre presiunea totală a gazului care ejectează la presiunea statică a fluxului ejectat în secțiunea de admisie a camerei de amestec , care depinde de presiunea totală si viteza redusa .

Cu atât mai mult , cu atât este mai mare (la un raport constant al presiunilor totale ale gazului) raportul presiunilor din duză:

Aici
este o binecunoscută funcție dinamică a gazelor.

Astfel, regimul supercritic de ejectare a fluxului de gaz din duză poate exista și atunci când raportul dintre presiunile totale inițiale ale gazului
sub valoarea critică.

Indiferent de caracteristicile fluxului de gaze în timpul amestecării, viteza gazelor este egalizată pe secțiunea transversală a camerei prin schimbul de impuls între particulele care se deplasează cu o viteză mai mare și mai mică. Acest proces este însoțit de pierderi. Pe lângă pierderile hidraulice obișnuite datorate frecării împotriva pereților duzelor și ai camerei de amestecare, procesul de lucru al ejectorului este caracterizat de pierderi asociate cu însăși esența procesului de amestecare.

Să determinăm modificarea energiei cinetice care are loc atunci când două fluxuri de gaze sunt amestecate, al doilea debit masic și a căror viteză inițială sunt, respectiv, G 1 , G 2 , Și . Dacă presupunem că amestecarea fluxurilor are loc la o presiune constantă (acest lucru este posibil fie cu o profilare specială a camerei, fie cu amestecarea jeturilor libere), atunci cantitatea de mișcare a amestecului ar trebui să fie egală cu suma cantitățile inițiale de mișcare a fluxurilor:

Energia cinetică a unui amestec de gaze este

Este ușor de verificat că această valoare este mai mică decât suma energiilor cinetice ale fluxurilor înainte de amestecare, care este egală cu

prin suma

. (2)

Valoare
reprezintă pierderea energiei cinetice asociată procesului de amestecare a fluxurilor. Aceste pierderi sunt similare cu pierderile de energie în timpul impactului corpurilor inelastice. Indiferent de temperatură, densitate și alți parametri ai fluxurilor, după cum arată formula (2), cu atât este mai mare cu atât diferența dintre vitezele fluxurilor de amestecare este mai mare. Din aceasta putem concluziona că pentru o viteză dată a gazului care ejectează și un debit relativ dat al gazului ejectat
(coeficientul de evacuare) pentru a obține cele mai mici pierderi, adică cea mai mare valoare a presiunii totale a amestecului de gaze, este de dorit să crească astfel încât viteza gazului ejectat să se apropie cât mai mult de viteza gazului ejectat la intrarea în camera de amestec. După cum se va vedea mai jos, acest lucru conduce într-adevăr la cel mai avantajos flux al procesului de amestecare.

Orez. 10. Modificarea presiunii statice pe lungimea camerei de amestec la flux subsonic de gaze.

La amestecarea gazelor în camera de amestec cilindrică a ejectorului, presiunea statică a gazelor nu rămâne constantă. Pentru a determina natura modificării presiunii statice într-o cameră de amestec cilindrică, comparăm parametrii de curgere în două secțiuni arbitrare ale camerei 1 și 2, situate la distanțe diferite de la începutul camerei (Fig. 10). Evident, în secțiunea 2, care se află la o distanță mai mare de secțiunea de intrare a camerei, câmpul de viteză este mai uniform decât în ​​secțiunea 1. Dacă presupunem că pentru ambele secțiuni
(pentru secțiunea principală a camerei, unde presiunea statică se modifică nesemnificativ, aceasta corespunde aproximativ cu realitatea), apoi din condiția de egalitate a debitului de gaz al doilea

rezultă că în secţiunile 1 şi 2 valoarea medie a vitezei curgerii pe zonă rămâne constantă

.(3)

. (4)

Este ușor să verifici că atunci când
, adică în cazul unui câmp uniform de viteză în secțiunea F, valoarea este egal cu unu. În toate celelalte cazuri, numărătorul din (4) este mai mare decât numitorul și
.

Valoarea cantității poate servi ca o caracteristică a gradului de neuniformitate a câmpului de viteză într-o secțiune dată: cu cât câmpul este mai neuniform , cu atât mai mult . Vom chema cantitatea coeficient de câmp.

Revenind la fig. 10, acum este ușor de concluzionat că valoarea coeficientului de câmp în secțiunea 1 este mai mare decât în ​​secțiunea 2. Momentele din secțiunile 1 și 2 sunt determinate de integrale

pentru că
, apoi urmează

(5)

Deci, cantitatea de mișcare în flux atunci când câmpul de viteză este egalizat în timpul procesului de amestecare scade, în ciuda faptului că debitul total și viteza medie a zonei
ramane constant.

Să scriem acum ecuația momentului pentru fluxul dintre secțiunile 1 și 2:

.

Pe baza inegalității (5), partea stângă a acestei ecuații este întotdeauna pozitivă. De aici rezultă că
adică, alinierea câmpului de viteză în camera de amestec cilindrică este însoțită de o creștere a presiunii statice; in sectiunea de intrare a camerei exista o presiune redusa fata de presiunea la iesirea din camera. Această proprietate a procesului este utilizată direct în cele mai simple ejectoare, constând dintr-o duză și o cameră de amestec cilindrică, așa cum, de exemplu, se arată în Fig. 10. Datorită prezenței vidului la intrarea în cameră, acest ejector aspiră aer din atmosferă, iar apoi amestecul este aruncat înapoi în atmosferă. Pe fig. 10 prezintă, de asemenea, modificarea presiunii statice de-a lungul lungimii camerei ejectorului.

Concluzia calitativă rezultată este valabilă în cazurile în care modificarea densității gazului în secțiunea considerată a procesului de amestecare este nesemnificativă, drept urmare putem presupune aproximativ
. Cu toate acestea, în unele cazuri de amestecare a gazelor cu temperaturi semnificativ diferite, atunci când există o neuniformitate mare a densității pe secțiunea transversală, precum și la viteze supersonice în secțiunea principală de amestecare, când densitatea se modifică vizibil de-a lungul lungimii camerei. , sunt posibile moduri de funcționare a ejectorului în care presiunea statică a gazului în timpul amestecării nu crește și scade.

Dacă camera de amestec nu este cilindrică, așa cum sa presupus mai sus, dar are o zonă în secțiune transversală variabilă pe lungime, atunci se poate obține o modificare arbitrară a presiunii statice de-a lungul lungimii.

Parametrul geometric principal al ejectorului cu o cameră de amestec cilindrică este raportul dintre zonele secțiunilor de evacuare ale duzelor pentru gazele de evacuare și evacuate.

,

unde F 3 - aria secțiunii transversale a camerei de amestec cilindrice.

Ejector de mare valoare , adică cu o suprafață relativ mică a camerei, este de înaltă presiune, dar nu poate funcționa cu coeficienți de ejecție mari; ejector mic vă permite să aspirați o cantitate mare de gaz, dar puțin îi crește presiunea.

Al doilea parametru geometric caracteristic al ejectorului este gradul de expansiune al difuzorului
- raportul dintre suprafața secțiunii transversale de la ieșirea difuzorului și zona de la intrarea în acesta. Dacă ejectorul funcționează la o anumită presiune statică la ieșirea difuzorului, de exemplu, la evacuarea în atmosferă sau într-un rezervor cu o presiune constantă a gazului, atunci gradul de expansiune al difuzorului f afectează semnificativ toți parametrii ejector. Odată cu creșterea f, în acest caz, presiunea statică în camera de amestec scade, viteza de ejectare și coeficientul de ejecție cresc, cu o ușoară modificare a presiunii totale a amestecului. Desigur, acest lucru este valabil doar până în momentul în care viteza sunetului este atinsă în orice secțiune a ejectorului.

Al treilea parametru geometric al ejectorului este lungimea relativă a camerei de amestecare
- nu este inclus în metodele uzuale de calcul a ejectorului, deși afectează semnificativ parametrii ejectorului, determinând caracterul complet al alinierii parametrilor amestecului pe secțiunea transversală. Mai jos vom presupune că lungimea camerei este suficient de mare
și coeficientul de câmp în secțiunea sa transversală de evacuare este aproape de unitate.

Efect de ejectie - 1. Procesul de amestecare a oricăror două medii, în care un mediu, fiind sub presiune, îl afectează pe celălalt și îl poartă în direcția dorită. 2.restabilirea artificială a presiunii apei în timpul viiturilor și inundațiilor lungi pentru funcționarea normală a turbinelor.O caracteristică a procesului fizic - amestecarea debitelor are loc la viteze mari ale debitului (activ) de ejectare.

Aplicarea unui efect. Creșterea presiunii debitului ejectat fără energie mecanică directă este utilizată în dispozitive cu jet , care sunt utilizate în diferite ramuri ale tehnologiei:

în centralele electrice în dispozitivele de ardere(arzatoare cu injectie gaz);

în sistemul de alimentare cu energie electrică a cazanelor cu abur (anti-cavitație pompe cu jet de apa);

pentru a crește presiunea de la selecția turbinei ( compresoare cu jet de abur);

pentru aspirarea aerului din condensator ( ejectoare cu jet de abur si jet de apa);

· în sistemele de răcire cu aer a generatoarelor;

in instalatii de incalzire;

· ca malaxoare pe ape de incalzire;

în termotehnică industrială - în sisteme de alimentare cu combustibil, combustie și aer pentru cuptoare, instalații de banc pentru testarea motoarelor;

· in instalatii de ventilatie - pentru crearea unui flux continuu de aer prin canale si incaperi;

în instalații sanitare - pentru ridicarea apei din puțuri adânci;

· pentru transportul de materiale ferme și lichide în vrac.

giroscop(sau vârf) este un corp simetric masiv care se rotește cu viteză mare în jurul axei de simetrie .
efect giroscopic -
conservare, de regulă, indicații axele de rotație corpuri în rotație liberă și rapidă, însoțite în anumite condiții, ca precesiune (mișcarea unei axe de-a lungul unei suprafețe circulare conice) și nutatie (mișcări oscilatorii (tremur) ale axei de rotație;

Forța centrifugă- acea forță care, atunci când un corp se mișcă de-a lungul unei linii curbe, determină corpul să părăsească curba și să continue de-a lungul traseului tangențial la aceasta. Forța centripetă este opusă forței centripete, forțând un corp care se deplasează de-a lungul unei curbe să se străduiască să se apropie de centru; din interacțiunea acestor două forțe, corpul primește o mișcare curbilinie.

Efectul Doppler - modificarea frecvenței și lungimii de undă înregistrate de receptor, cauzată de mișcarea sursei acestora și/sau de mișcarea receptorului.

Aplicație: determinarea distanței până la obiect, a vitezei obiectului, a temperaturii obiectului.

Difuzie- patrunderea reciproca a substantelor invecinate datorita miscarii termice a particulelor de substanta. Difuzia are loc în gaze, lichide și solide.

Aplicație: in cinetica chimica si tehnologia de reglare a reactiilor chimice, in procese de evaporare si condensare, pentru lipirea substantelor.

presiune hidrostatica este presiunea în orice punct al unui fluid în repaus. Este egală cu suma presiunii de pe suprafața liberă (atmosferică) și a presiunii coloanei de lichid situată deasupra punctului luat în considerare. Este același în toate direcțiile (legea lui Pascal). Determină forța hidrostatică (forța de flotabilitate, forța de sprijin) a navei.

Un ejector este un dispozitiv conceput pentru a transfera energie cinetică de la un mediu care se deplasează cu o viteză mai mare la altul. Acest dispozitiv se bazează pe principiul Bernoulli. Aceasta înseamnă că unitatea este capabilă să creeze o presiune redusă în secțiunea de îngustare a unui mediu, care, la rândul său, va provoca aspirarea în fluxul altui mediu. Astfel, este transferat și apoi îndepărtat din locul de absorbție al primului mediu.

Informații generale despre dispozitiv

Un ejector este un dispozitiv mic, dar foarte eficient, care funcționează în tandem cu o pompă. Dacă vorbim despre apă, atunci, desigur, se folosește o pompă de apă, dar poate funcționa și în tandem cu pompe de abur, abur-ulei, abur-mercur și lichid-mercur.

Utilizarea acestui echipament este recomandabilă dacă acviferul se află destul de adânc. În astfel de situații, cel mai adesea se întâmplă ca echipamentele convenționale de pompare să nu facă față furnizării de apă în casă sau să furnizeze prea puțină presiune. Ejectorul va ajuta la rezolvarea acestei probleme.

feluri

Un ejector este un echipament destul de comun și, prin urmare, există mai multe tipuri diferite de acest dispozitiv:

  • Primul este aburul. Este destinat evacuarii gazelor si spatiilor inchise, precum si mentinerii vidului in aceste spatii. Utilizarea acestor unități este comună în diverse industrii tehnice.
  • Al doilea este un jet de abur. Acest aparat folosește energia unui jet de abur, cu ajutorul căruia este capabil să aspire lichid, abur sau gaz dintr-un spațiu închis. Aburul care iese din duză cu viteză mare implică substanța în mișcare. Cel mai adesea folosit pe diverse nave și nave pentru aspirarea rapidă a apei.
  • Un ejector de gaz este un dispozitiv al cărui principiu de funcționare se bazează pe faptul că excesul de presiune a gazelor de înaltă presiune este utilizat pentru comprimarea gazelor de joasă presiune.

Ejector de aspirare a apei

Dacă vorbim despre extragerea apei, atunci cel mai des este folosit ejectorul pentru pompa de apă. Chestia este că, dacă după ce apa este mai mică de șapte metri, atunci o pompă convențională de apă va face față cu mare dificultate. Desigur, puteți cumpăra imediat o pompă submersibilă, a cărei performanță este mult mai mare, dar este scumpă. Dar cu ajutorul unui ejector, puteți crește puterea unei unități existente.

Trebuie remarcat faptul că designul acestui dispozitiv este destul de simplu. Producția unui dispozitiv de casă rămâne, de asemenea, o sarcină foarte reală. Dar pentru asta va trebui să lucrezi din greu la desenele pentru ejector. Principiul de bază de funcționare al acestui aparat simplu este că dă fluxului de apă o accelerare suplimentară, ceea ce duce la o creștere a aportului de lichid pe unitatea de timp. Cu alte cuvinte, sarcina unității este de a crește presiunea apei.

Elemente

Instalarea unui ejector va duce la faptul că nivelul optim de admisie a apei va crește foarte mult. Indicatorii vor fi aproximativ egali de la 20 la 40 de metri în adâncime. Un alt avantaj al acestui dispozitiv special este că funcționarea lui necesită mult mai puțină energie electrică decât ar necesita, de exemplu, o pompă mai eficientă.

Ejectorul pompei în sine este format din astfel de părți, cum ar fi:

  • camera de aspiratie;
  • difuzor;
  • duza îngustată.

Principiul de funcționare

Principiul de funcționare al ejectorului se bazează complet pe principiul Bernoulli. Această afirmație spune că dacă creșteți viteza oricărui flux, atunci se va forma întotdeauna o zonă cu presiune scăzută în jurul acesteia. Din acest motiv, se obține un efect precum descărcarea. Lichidul în sine va trece prin duză. Diametrul acestei părți este întotdeauna mai mic decât dimensiunile restului structurii.

Este important să înțelegeți aici că chiar și o ușoară îngustare va accelera semnificativ fluxul de apă care intră. Apoi, apa va intra în camera mixerului, unde va crea o presiune redusă. Datorită apariției acestui proces, se va întâmpla ca un lichid să intre în mixer prin camera de aspirație, a cărei presiune va fi mult mai mare. Acesta este principiul ejectorului, dacă îl descriem pe scurt.

Este important de reținut aici că apa nu trebuie să intre în dispozitiv dintr-o sursă directă, ci din pompă în sine. Cu alte cuvinte, unitatea trebuie montată în așa fel încât o parte din apa care urcă odată cu pompa să rămână în ejectorul propriu-zis, trecând prin duză. Acest lucru este necesar pentru a putea furniza energie cinetică constantă masei de lichid care trebuie ridicată.

Datorită lucrului în acest mod, se va menține o accelerare constantă a fluxului de materie. Dintre avantaje, se poate distinge că utilizarea unui ejector pentru pompă va economisi o cantitate mare de energie electrică, deoarece stația nu va funcționa la limită.

Tip dispozitiv de pompare

În funcție de locație, poate fi de tip încorporat sau la distanță. Nu există o diferență structurală uriașă între locurile de instalare, cu toate acestea, unele mici diferențe se vor face simțite în continuare, deoarece instalarea stației în sine se va schimba ușor, precum și performanța acesteia. Desigur, din nume reiese clar că ejectoarele încorporate sunt instalate în interiorul stației în sine sau în imediata ei apropiere.

Acest tip de unitate este bun deoarece nu trebuie să alocați spațiu suplimentar pentru instalarea acesteia. Instalarea ejectorului în sine nu va trebui, de asemenea, să fie efectuată, deoarece este deja încorporat, va trebui instalată doar stația în sine. Un alt avantaj al unui astfel de dispozitiv este că va fi foarte bine protejat de diverse tipuri de poluare. Dezavantajul este că acest tip de dispozitiv va crea mult zgomot.

Comparație model

Echipamentul de la distanță va fi ceva mai dificil de instalat și va trebui să alocați un loc separat pentru locația sa, cu toate acestea, cantitatea de zgomot, de exemplu, va scădea semnificativ. Dar există și alte neajunsuri aici. Modelele de la distanță sunt capabile să ofere o funcționare eficientă numai la o adâncime de până la 10 metri. Modelele încorporate sunt proiectate inițial pentru surse nu prea adânci, dar avantajul este că creează o presiune destul de puternică, ceea ce duce la o utilizare mai eficientă a lichidului.

Jetul creat este suficient nu numai pentru nevoile casnice, ci și pentru operațiuni precum udarea, de exemplu. Nivelul crescut de zgomot de la modelul încorporat este una dintre cele mai semnificative probleme de care va trebui îngrijită. Cel mai adesea, se rezolvă instalându-l împreună cu ejectorul într-o clădire separată sau într-un cheson de puț. Va trebui sa ai grija si de un motor electric mai puternic pentru astfel de statii.

Conexiune

Dacă vorbim despre conectarea unui ejector la distanță, va trebui să efectuați următoarele operații:

  • Așezarea unei țevi suplimentare. Acest obiect este necesar pentru a asigura circulatia apei de la conducta de presiune la priza de apa.
  • Al doilea pas este conectarea unei conducte de ramificație specială la orificiul de aspirație al stației de admisie a apei.

Dar conectarea unității încorporate nu va diferi în niciun fel de procesul obișnuit de instalare a unei stații de pompare. Toate procedurile necesare pentru conectarea țevilor sau duzelor necesare sunt efectuate în fabrică.

Ejector - ce este și cum funcționează? Răspunsul exact la această întrebare este cunoscut de orice inginer hidraulic care înțelege esența transformării energiei jetului mixt în presiune în conductă. Pentru cei care nu sunt inițiați în subtilitățile ingineriei, este suficient ca consumatorii de apă dintr-o fântână să înțeleagă faptul că acest nod de echipament sub presiune permite pompei să pompeze apă de la adâncimi de peste 15-20 de metri. Dar dacă doriți să asamblați un ejector cu propriile mâini, îmbunătățindu-vă pompa, atunci veți avea nevoie de o înțelegere a esenței acestui dispozitiv, de fapt, la nivel de inginerie. Și acest articol vă va ajuta să vă dați seama ce este un ejector, cum funcționează și cum să asamblați singur o astfel de unitate.

Ce este un ejector și cum funcționează?

Din punctul de vedere al fizicii procesului, un ejector este un ejector tipic care creează presiune într-un canal de conductă. Funcționează în tandem cu o pompă de aspirație care preia apa dintr-o fântână sau puț.

Esența funcționării acestei unități este de a arunca în conducta sau în camera de lucru a pompei un jet de lichid, accelerat la viteză mare. În plus, accelerația se realizează prin trecerea printr-o secțiune care se înclină ușor. Datorită diferenței de viteză a fluxului principal și a jetului mixt, se creează o zonă de rarefacție în camera de asamblare, care crește forța de aspirație în conductă.

Ejectorul de aer, ejectorul de mediu lichid și unitatea gaz-lichid funcționează conform acestui principiu. În fizică, mecanica funcționării unor astfel de noduri este descrisă de legea lui Bernoulli, formulată în secolul al XVIII-lea. Cu toate acestea, primul ejector funcțional a fost asamblat abia în secolul al XIX-lea, mai precis în 1858.

Pompa de evacuare - principiu de functionare si beneficii asteptate

Ejectoarele moderne accelerează presiunea în conductă, consumând aproximativ 12 la sută din volumul debitului pompat. Adică dacă prin conductă trec 1000 de litri pe oră, atunci pentru funcționarea eficientă a ejectorului va fi necesară o emisie de 120 de litri pe oră.

Următorul principiu de funcționare al ejectorului este susținut în pompă:

  • O ramură este tăiată în conducta din spatele pompei.
  • Apa de la această ieșire este alimentată la conducta de circulație a ejectorului.
  • Conducta de aspirație a ejectorului este conectată la o conductă coborâtă în puț, iar conducta de presiune este conectată la intrarea în camera de lucru a pompei.
  • Pe conducta coborâtă în puț trebuie montată o supapă de reținere, blocând mișcarea apei în jos.
  • Debitul furnizat conductei de circulație se deplasează cu viteză mare, creând un vid în zona de aspirație a ejectorului. Sub acțiunea acestei rarefări crește forța de aspirație (ridicarea apei) și presiunea din conducta conectată la pompă.

Echipata cu ejector, pompa incepe sa preia apa dintr-o fantana cu o adancime mai mare de 7-8 metri. Fără un ejector, acest proces este imposibil în principiu. O unitate de tip aspirație lipsită de această unitate este capabilă să ridice apa doar la o adâncime de 5-7 metri. Iar pompa ejectoră pompează apă chiar și de la o adâncime de 45 de metri. În același timp, eficiența unor astfel de echipamente sub presiune depinde de tipurile de ejectoare utilizate.

Varietăți de ejectoare - clasificare în funcție de locație

Ejectorul, al cărui principiu de funcționare am descris mai sus, este montat numai pe pompe de suprafață. Și există două scheme de instalare:

  • Amplasarea internă este atunci când ejectorul este încorporat în carcasa pompei sau undeva în apropiere.
  • Amplasare externă - în acest caz, ejectorul este montat într-un puț, unde, pe lângă conducta principală, se realizează și o ramură de circulație.

Ejectorul intern pentru pompă oferă o garanție de 100% pentru funcționarea în siguranță a ejectorului. În acest caz, este protejat de înfundare și deteriorări mecanice. În plus, instalația internă reduce lungimea conductei de circulație. Cel mai mare dezavantaj al acestei scheme este o ușoară creștere a adâncimii de aspirație. Ejectorul intern - ce este și ce beneficii oferă, am explicat deja mai sus - permite pompei de suprafață să pompeze apă doar de la o adâncime de 9-10 metri. Nici măcar nu poți visa la vreo 15-40 de metri aici. Și vei fi bântuit de zgomotul bătăilor apei, distribuit de corpul echipamentului încorporat.

Ejectorul extern promite astfel de beneficii precum funcționarea practic silențioasă (sursa bătăii este situată în puț) și generarea unui vid semnificativ, suficient pentru a ridica apa dintr-o fântână până la 45 de metri adâncime. Neajunsurile nefericite ale acestei scheme includ, în primul rând, o scădere a eficienței echipamentelor sub presiune cu aproximativ o treime și, în al doilea rând, necesitatea de a instala filtre primare care reglează frecvența de curgere (o astfel de unitate se teme de colmatare).

Cu toate acestea, dacă intenționați să proiectați un ejector cu propriile mâini, atunci nodul extern va fi cea mai accesibilă opțiune. Acesta este ceea ce vom lua în considerare mai jos.

Auto-producție: instrucțiuni pas cu pas

Dacă decideți să faceți un ejector cu propriile mâini, nu veți avea nevoie de desene, deoarece un model simplificat al ansamblului extern poate fi asamblat din teuri standard, fitinguri și fitinguri și colțuri pentru instalații sanitare. Mai mult decât atât, doar două chei ajustabile pot fi folosite ca instrumente de lucru și doar banda FUM vă este utilă din consumabile.

O listă completă de piese pentru un ejector de casă este următoarea:

  • Racord cu filet exterior si o perie pentru montarea furtunurilor. Va juca rolul unei duze din care este aruncat un curent de apă cu viteză mare.
  • Un T cu filet interior, al cărui diametru trebuie să se potrivească cu filetul exterior al fitingului. Acest element va fi folosit ca corp.
  • Trei colțuri cu capete filetate și colțuri. Cu ajutorul lor, puteți eficientiza așezarea conductelor de circulație, aspirație și presiune.
  • Două sau trei fitinguri prin împingere sau compresie utilizate pentru conectarea conductelor. Mai mult, această din urmă opțiune necesită utilizarea unui instrument suplimentar - o cheie de sertizare.

Procesul de asamblare în sine începe cu pregătirea fitingului. Un hexagon care iese deasupra capătului filetat este șlefuit de pe acesta. În continuare, fitingul prelucrat este înșurubat în T din partea laterală a canalului de trecere, obținându-se baza pentru conducta de circulație. În acest caz, capătul cu o perie (fitting) nu trebuie să depășească limitele tee-ului. Dacă se întâmplă acest lucru, atunci va trebui să fie tăiat.

Pentru finalizarea montajului conductei de circulatie in te, dupa montare se insurubeaza coltul cu capete filetate, dupa care se infileteaza un alt colt pe partea libera a acestui element, obtinandu-se o bucla in forma de U cu capac de montaj. De acest fiting va fi atașată conducta de circulație de la pompă.

Următorul pas este pregătirea capătului de presiune. Pentru a face acest lucru, un fiting cu un capăt filetat extern și un colț este înșurubat în capătul liber traversant al teului (este situat deasupra orificiului de evacuare echipat). O conductă de la ejector la pompă va fi atașată la acest colț.

Ultima etapă este amenajarea capătului de aspirație. În acest caz, pur și simplu înșurubam un racord unghiular cu un filet exterior și o clemă de prindere la celălalt capăt în ramura laterală a teului. Mai mult, clema ar trebui să privească în jos, spre conducta de circulație. Și o conductă de aspirație așezată pe fundul puțului va fi atașată la acest fiting.

Secretele succesului - cum să crești eficiența unui design de casă

În primul rând, diametrul conductei de circulație trebuie să fie de două ori mai mic decât dimensiunile conductelor de presiune și de aspirație. Datorită acestui lucru, debitul va primi o viteză mare chiar și pe drumul către fitingul care a înlocuit duza.

În al doilea rând, este mai bine să nu coborâți conducta de aspirație chiar în fundul puțului - ar trebui să fie situată la cel puțin un metru distanță. Și chiar mai bine - la o distanță de 1,5 metri de fund. În acest fel, puteți evita înfundarea.

În al treilea rând, trebuie înșurubat o supapă de reținere la capătul conductei de aspirație, care oprește fluxul de apă în jos și va fi util să puneți o sită grosieră în spatele supapei. Acest lucru crește eficiența ejectoarelor și reduce riscul de colmare a structurii.

Nou pe site

>

Cel mai popular