RU96399U1 - SUPERSONIC GAS EJECTOR - Google Patents
SUPERSONIC GAS EJECTOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU96399U1 RU96399U1 RU2010110701/22U RU2010110701U RU96399U1 RU 96399 U1 RU96399 U1 RU 96399U1 RU 2010110701/22 U RU2010110701/22 U RU 2010110701/22U RU 2010110701 U RU2010110701 U RU 2010110701U RU 96399 U1 RU96399 U1 RU 96399U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixing chamber
- nozzle
- outlet
- supersonic
- gas
- Prior art date
Links
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
1. Сверхзвуковой газовый эжектор, содержащий осевое сверхзвуковое сопло высоконапорного газа с расположенным концентрично ему кольцевым соплом низконапорного газа с наружной стенкой, последовательно сопряженные с соплами камеру смешения потоков газа и расширяющийся диффузор, где выходы сопел расположены в одной поперечной плоскости, совпадающей с плоскостью входа в камеру смешения, причем камера смешения выполнена изобарической и соединена входом с наружной стенкой кольцевого сопла, а выходом с входом диффузора, отличающийся тем, что камера смешения выполнена суживающееся-расширяющейся, а площадь выходного сечения суживающейся части камеры смешения равна площади выходного сечения кольцевого сопла низконапорного газа. ! 2. Сверхзвуковой газовый эжектор по п.1, отличающийся тем, что угол раскрытия расширяющейся части камеры смешения выполнен от одного до трех градусов. ! 3. Сверхзвуковой газовый эжектор по п.1, отличающийся тем, что длина расширяющейся части камеры смешения составляет до пяти - шести диаметров выходного сечения суживающейся части камеры смешения. ! 4. Сверхзвуковой газовый эжектор по п.1, отличающийся тем, что кольцевое сопло низконапорного газа содержит на выходе лопаточный завихритель. ! 5. Сверхзвуковой газовый эжектор по п.4, отличающийся тем, что лопаточный завихритель содержит расположенные на выходных кромках лопаток наборы упругих стержневых элементов, причем выходная кромка каждой лопатки имеет продольный паз, а отдельный стержневой элемент жестко закреплен одним концом в пазу. ! 6. Сверхзвуковой газовый эжектор по п.5, отличающийся тем, что отдельный упругий стержневой элемент � 1. A supersonic gas ejector containing an axial supersonic nozzle of a high-pressure gas with a ring nozzle of a low-pressure gas located concentrically to it with an outer wall, sequentially coupled to the nozzles, a gas flow mixing chamber and an expanding diffuser, where the nozzle exits are located in one transverse plane coinciding with the plane of entry into a mixing chamber, wherein the mixing chamber is made of isobaric and is connected by an inlet to the outer wall of the annular nozzle, and by an outlet with an inlet of a diffuser, characterized in that the mixing chamber is convergent-divergent and the area of the outlet section of the tapered portion of the mixing chamber is equal to the area of the outlet section of the nozzle ring of low pressure gas. ! 2. The supersonic gas ejector according to claim 1, characterized in that the opening angle of the expanding part of the mixing chamber is made from one to three degrees. ! 3. The supersonic gas ejector according to claim 1, characterized in that the length of the expanding part of the mixing chamber is up to five to six diameters of the output section of the tapering part of the mixing chamber. ! 4. The supersonic gas ejector according to claim 1, characterized in that the annular nozzle of a low-pressure gas contains a blade swirler at the outlet. ! 5. The supersonic gas ejector according to claim 4, characterized in that the blade swirl contains sets of elastic core elements located on the outlet edges of the blades, the outlet edge of each blade having a longitudinal groove, and a separate core element being rigidly fixed at one end to the groove. ! 6. The supersonic gas ejector according to claim 5, characterized in that a separate elastic rod element �
Description
Полезная модель относится к эжекторам предназначенным для повышения полного давления в газовом потоке. Полезная модель может быть использована в авиационно-космической технике и технических системах общепромышленного назначения.The utility model relates to ejectors designed to increase the total pressure in a gas stream. The utility model can be used in aerospace engineering and technical systems for general industrial use.
Рациональное проектирование эжектора сводится к выбору таких его геометрических размеров, чтобы при заданных начальных параметрах и соотношении расходов газов получить наивысшее значение полного давления смеси.Rational design of the ejector comes down to choosing its geometrical dimensions so that, given the initial parameters and the ratio of gas flow rates, the highest value of the total pressure of the mixture is obtained.
Известен газовый эжектор, содержащий сопло высоконапорного газа, сопло низконапорного газа, цилиндрическую камеру смешения (ИКС) и выходной диффузор (Васильев Ю.Н. Теория сверхзвукового газового эжектора с цилиндрической камерой смешения. Кн. Сб. статей «Лопаточные машины и струйные аппараты», вып.2. Машиностроение, 1967 г., стр.171 - 235). Недостатками этого эжектора являются большие потери на удар и на смешение газов ввиду большой разности скоростей смешиваемых потоков. Кроме того, «вялый» по этой же причине процесс смешения газов требует для своего завершения большей длины камеры смешения.Known gas ejector containing a nozzle of a high-pressure gas nozzle of a low-pressure gas, a cylindrical mixing chamber (IKS) and an output diffuser (Vasiliev Yu.N. Theory of a supersonic gas ejector with a cylindrical mixing chamber. Prince. Coll. Articles "Spatula machines and jet devices", Issue 2. Engineering, 1967, p. 171 - 235). The disadvantages of this ejector are large losses on impact and gas mixing due to the large difference in the speeds of the mixed flows. In addition, the “sluggish” process for mixing gases requires for its completion a larger length of the mixing chamber.
Наиболее близким аналогом того же назначения, что и заявляемое техническое решение является изобарический эжектор (Авт. свидет. СССР №1800135, 5 МПК F04F 5/18, 1991.06.28). Эжектор содержит соосно установленные сверхзвуковое высоконапорное сопло, расположенное концентрично ему кольцевое сопло низконапорного газа с наружной стенкой, камеру смешения и диффузор. Выходы сопел расположены в одной поперечной плоскости совпадающей с плоскостью входа в камеру смешения. Причем камера смешения выполнена изобарической и соединена входом с наружной стенкой кольцевого сопла, а выходом с входом диффузора. Однако наличие кольцевой застойной зоны с вихревым движением газа в камере смешения, на которое тратиться энергия потока, снижает эффективность этого эжектора.The closest analogue to the same purpose as the claimed technical solution is an isobaric ejector (Aut. Witness USSR No. 1800135, 5 IPC F04F 5/18, 1991.06.28). The ejector contains a coaxially mounted supersonic high-pressure nozzle, a ring nozzle of a low-pressure gas with an outer wall concentrically disposed to it, a mixing chamber and a diffuser. The nozzle exits are located in one transverse plane coinciding with the plane of entry into the mixing chamber. Moreover, the mixing chamber is made of isobaric and connected to the entrance to the outer wall of the annular nozzle, and the output to the entrance of the diffuser. However, the presence of an annular stagnant zone with vortex gas movement in the mixing chamber, on which the flow energy is spent, reduces the efficiency of this ejector.
В основу полезной модели положена задача достижения более высокой степени повышения полного давления смеси газов на выходе из эжектора, чем в прототипе и других известных аналогах.The utility model is based on the task of achieving a higher degree of increase in the total pressure of the gas mixture at the outlet of the ejector than in the prototype and other known analogues.
Условиями достижения максимальной величины степени повышения полного давления в смеси газов на выходе из эжектора являются выполнение в нем изобарической камеры смешения (ИКС), отсутствие в камере смешения кольцевых застойных зон и выбор ключевых соотношений для геометрических и режимных параметров эжектора.The conditions for achieving the maximum value of the degree of increase in the total pressure in the gas mixture at the outlet of the ejector are the implementation of an isobaric mixing chamber (IKS), the absence of annular stagnant zones in the mixing chamber and the selection of key ratios for the geometric and operating parameters of the ejector.
Основываясь на принципе изобаричности, т.е. когда взятый по внутреннему продольному контуру суживающейся части камеры смешения, интегралBased on the principle of isobaricity, i.e. when taken along the inner longitudinal contour of the tapering part of the mixing chamber, the integral
∫PdF=0∫PdF = 0
где Р - статическое давление потока газа;where P is the static pressure of the gas stream;
dF - элементарная площадь сечения камеры смешения, записывают уравнение количества движения для поперечных сечений входа и выхода суживающейся части камеры смешения по соотношениюdF - elementary cross-sectional area of the mixing chamber, write the equation of momentum for the cross sections of the entrance and exit of the tapering part of the mixing chamber according to the ratio
где G1 - расход высоконапорного газа;where G 1 is the flow rate of high pressure gas;
w1 - скорость высоконапорного газа;w 1 is the velocity of the high-pressure gas;
G2 - расход низконапорного газа;G 2 - flow rate of low pressure gas;
w2 - скорость низконапорного газа;w 2 is the speed of the low-pressure gas;
G3 - расход смеси газов;G 3 - consumption of a mixture of gases;
w3 - скорость смеси газов,w 3 is the speed of the gas mixture,
привлекают выражения для закона сохранения расхода и энергии и получают соотношение для степени повышения полного давления смеси газов в эжектореattract expressions for the law of conservation of flow and energy and get the ratio for the degree of increase in the total pressure of the gas mixture in the ejector
где - П(λ) - газодинамическая функция;where - P (λ) is the gas-dynamic function;
λ1 - приведенная скорость высоконапорного газа;λ 1 is the reduced velocity of the high-pressure gas;
λ3 - приведенная скорость смеси газов.λ 3 is the reduced velocity of the gas mixture.
Для определения наивыгоднейшего режима работы эжектора, т.е. величины ε(макс.) и соответствующего значения λ(1опт.) берут частную производную ε по λ1 и приравнивают ее нулю, т.е. выполняют условиеTo determine the best operating mode of the ejector, i.e. ε (max.) and the corresponding value of λ (1opt.) take the partial derivative of ε with respect to λ 1 and equate it to zero, i.e. fulfill the condition
этим условием дают эжектору новый существенный признакthis condition gives the ejector a new significant feature
где F2 - площадь сечения сопла низконапорного газа на выходе;where F 2 is the cross-sectional area of the low-pressure gas nozzle at the outlet;
F3 - площадь выходного сечения суживающейся части камеры смешения.F 3 - the area of the output section of the tapering part of the mixing chamber.
Найденное ключевое соотношение (4) свойственно только для эжектора с изобарической камерой смешения и является признаком его изобаричности. Характерной особенностью такого эжектора является то, что смешение газов на довольно протяженном начальном участке камеры смешения происходит при постоянном статическом давлении, равном статическому давлению на входе в камеру смешения.The found key relation (4) is characteristic only for an ejector with an isobaric mixing chamber and is a sign of its isobaricity. A characteristic feature of such an ejector is that gas mixing at a rather long initial section of the mixing chamber occurs at a constant static pressure equal to the static pressure at the inlet to the mixing chamber.
При этом обеспечивают возможность получения максимальной степени повышения полного давления ε(макс.) смеси газов предложенного эжектора по сравнению с эжекторами других схем.At the same time, it is possible to obtain the maximum degree of increase in the total pressure ε (max.) Of the gas mixture of the proposed ejector in comparison with ejectors of other schemes.
Поставленная задача для газового эжектора решается тем, что сверхзвуковой газовый эжектор содержит осевое сверхзвуковое сопло высоконапорного газа с расположенным концентрично ему кольцевым соплом низконапорного газа с наружной стенкой. С соплами последовательно сопряжены камера смешения потоков газа и расширяющийся диффузор. Выходы сопел расположены в одной поперечной плоскости совпадающей с плоскостью входа в камеру смешения. Причем камера смешения выполнена изобарической и соединена входом с наружной стенкой кольцевого сопла, а выходом с входом диффузора.The problem for a gas ejector is solved by the fact that a supersonic gas ejector contains an axial supersonic nozzle of a high-pressure gas with a ring nozzle of a low-pressure gas located concentrically to it with an external wall. A gas mixing chamber and an expanding diffuser are connected in series with the nozzles. The nozzle exits are located in one transverse plane coinciding with the plane of entry into the mixing chamber. Moreover, the mixing chamber is made of isobaric and connected to the entrance to the outer wall of the annular nozzle, and the output to the inlet of the diffuser.
Диффузор устанавливается на выходе из смесительной камеры в тех случаях, когда желательно повысить статическое давление смеси газов на выходе из эжектора или когда при заданном давлении на выходе из эжектора желательно получить низкое статическое давление в камере смешения и во входном сечении эжектора.A diffuser is installed at the outlet of the mixing chamber in cases where it is desirable to increase the static pressure of the gas mixture at the outlet of the ejector or when at a given pressure at the outlet of the ejector it is desirable to obtain a low static pressure in the mixing chamber and in the inlet section of the ejector.
Новым в полезной модели является то что, камера смешения выполнена суживающееся - расширяющейся, а площадь выходного сечения суживающейся части камеры смешения равна площади выходного сечения кольцевого сопла низконапорного газа.What is new in the utility model is that the mixing chamber is made tapering - expanding, and the area of the exit section of the tapering part of the mixing chamber is equal to the area of the exit section of the annular low-pressure gas nozzle.
При таком устройстве сверхзвукового газового эжектора:With such a device of a supersonic gas ejector:
- использование осевого сверхзвукового сопла высоконапорного газа позволяет при заданных начальных параметрах и расходах газов получить эжектор с меньшими площадями поперечного сечения тракта камеры смешения;- the use of an axial supersonic nozzle of a high-pressure gas allows for given initial parameters and gas flow rates to obtain an ejector with smaller cross-sectional areas of the mixing chamber path;
- при сверхзвуковой скорости потока сужение камеры смешения на входе приводит к снижению потерь полного давления;- at a supersonic flow rate, the narrowing of the mixing chamber at the inlet leads to a decrease in the total pressure loss;
- выполнение камеры смешения расширяющейся после суживающегося участка компенсирует сужение поперечного сечения ее проточной части из-за нарастания на стенках камеры пограничного слоя и поэтому не тормозит поток газовой смеси, что привело бы к снижению расхода газа через нее в случае выполнения проточной части цилиндрической;- the implementation of the mixing chamber expanding after the tapering section compensates for the narrowing of the cross section of its flowing part due to an increase in the boundary layer on the chamber walls and therefore does not inhibit the flow of the gas mixture, which would lead to a decrease in gas flow through it if the flowing part is cylindrical;
- равенство площадей выходного сечения суживающейся части камеры смешения и выходного сечения кольцевого сопла низконапорного газа обеспечивает достижение наибольшей степени повышения полного давления ε(макс.) в получаемой смеси газов на выходе эжектора.- the equality of the areas of the exit section of the tapering part of the mixing chamber and the exit section of the annular nozzle of a low-pressure gas ensures the highest degree of increase in the total pressure ε (max.) in the resulting gas mixture at the outlet of the ejector.
Развитие и уточнение совокупности существенных признаков полезной модели для частных случаев выполнения эжектора дано далее.The development and refinement of the set of essential features of a utility model for particular cases of ejector execution is given below.
Угол раскрытия расширяющейся части камеры смешения может быть выполнен от одного до трех градусов.The opening angle of the expanding part of the mixing chamber can be made from one to three degrees.
Достаточно для завершения процесса смешения высоконапорного и низконапорного потоков газа, что длина расширяющейся части камеры смешения составляет до пяти - шести диаметров выходного сечения суживающеся части камеры смешения.It is sufficient to complete the mixing process of high-pressure and low-pressure gas flows that the length of the expanding part of the mixing chamber is up to five to six diameters of the outlet section of the tapering part of the mixing chamber.
Кольцевое сопло низконапорного газа может содержать на выходе лопаточный завихритель газа.The annular nozzle of the low-pressure gas may contain an outlet gas swirl at the outlet.
Лопаточный завихритель газа также может содержать, расположенные на выходных кромках лопаток, наборы упругих стержневых элементов, причем выходная кромка каждой лопатки может иметь продольный паз, а отдельный стержневой элемент жестко закреплен одним концом в пазу.The blade gas swirl may also contain, located on the outlet edges of the blades, sets of elastic core elements, the outlet edge of each blade may have a longitudinal groove, and a separate core element is rigidly fixed at one end to the groove.
Отдельный упругий стержневой элемент набора может быть выполнен в виде пластины или в виде куска проволоки.A separate elastic core element of the set can be made in the form of a plate or in the form of a piece of wire.
Угол раскрытия расширяющейся части камеры смешения от одного до трех градусов определяется природой газа и режимом работы эжектора. При угле меньше одного градуса не обеспечивается компенсация уменьшения площади проточной части камеры смешения за счет нарастания толщины пограничного слоя на всех режимах работы эжектора. При угле раскрытия более трех градусов в проточной части камеры смешения создаются условия для отрыва пограничного слоя потока от стенок и уменьшение поперечной площади (сжатие) потока смеси газов.The opening angle of the expanding part of the mixing chamber from one to three degrees is determined by the nature of the gas and the operation mode of the ejector. At an angle of less than one degree, compensation is not provided for a decrease in the area of the flowing part of the mixing chamber due to an increase in the thickness of the boundary layer at all ejector operation modes. With an opening angle of more than three degrees in the flow part of the mixing chamber, conditions are created for the separation of the boundary layer of the stream from the walls and a decrease in the transverse area (compression) of the gas mixture flow.
Установка в кольцевом сопле низконапорного газа лопаточного завихрителя газа создает закрученное течение этого газа, которое более устойчиво, чем струйное течение и за счет поперечных пульсаций глубже проникает в осевой поток высоконапорного газа. Благодаря этому усиливается процесс смешения потоков высоконапорного и низконапорного газов. Однородность смеси газов достигается быстрее, чем в эжекторе с ЦКС, что сокращает достаточную длину расширяющейся части камеры смешения до пяти - шести диаметров выходного сечения суживающейся части камеры смешения.The installation of a gas-bladed swirl gas in the annular nozzle of a low-pressure gas creates a swirling flow of this gas, which is more stable than the jet flow and penetrates deeper into the axial flow of the high-pressure gas due to transverse pulsations. Due to this, the process of mixing flows of high-pressure and low-pressure gases is enhanced. The homogeneity of the gas mixture is achieved faster than in an ejector with a CCS, which reduces the sufficient length of the expanding part of the mixing chamber to five to six diameters of the outlet section of the tapering part of the mixing chamber.
Расположение на выходных кромках лопаток завихрителя газа наборов упругих стержневых элементов позволяет генерировать и наполнять закрученный поток низконапорного газа, а затем и поток смеси газов, пучками микровихрей с высокой интенсивностью турбулентности, что еще более интенсифицирует процесс смешения потоков высоконапорного и низконапорного газов.The location at the outlet edges of the gas swirl blades of sets of elastic rod elements allows you to generate and fill a swirling stream of low-pressure gas, and then the gas mixture flow, bundles of microvortices with high turbulence intensity, which further intensifies the process of mixing the flows of high-pressure and low-pressure gases.
Выбор отдельного упругого стержневого элемента в виде пластины или куска проволоки, закрепленных в пазах выходных кромок каждой отдельной лопатки, определяется характером работы эжектора и уровнем технологичности производства.The choice of a single elastic core element in the form of a plate or piece of wire fixed in the grooves of the output edges of each individual blade is determined by the nature of the ejector and the level of manufacturability.
Таким образом решена поставленная в полезной модели задача. В предложенном сверхзвуковом газовом эжекторе достигается максимальная степень повышения полного давления смеси газов на выходе из эжектора по сравнению с прототипом и другими известными аналогами.Thus, the problem posed in the utility model is solved. In the proposed supersonic gas ejector, a maximum degree of increase in the total pressure of the gas mixture at the outlet of the ejector is achieved in comparison with the prototype and other known analogues.
Настоящая полезная модель поясняется последующим подробным описанием конструкции сверхзвукового газового эжектора и способа его работы со ссылкой на иллюстрации, представленные на фиг.1 - 7, где:The present utility model is illustrated by the following detailed description of the design of the supersonic gas ejector and the method of its operation with reference to the illustrations presented in figures 1 to 7, where:
на фиг.1 изображен продольный разрез сверхзвукового газового эжектора;figure 1 shows a longitudinal section of a supersonic gas ejector;
на фиг.2 - вид А на фиг.1 по оси на сопла со стороны выхода эжектора;figure 2 is a view a in figure 1 along the axis of the nozzle from the outlet side of the ejector;
на фиг.3-разрез Б-Б на фиг.2 цилиндрической поверхностью, развертываемой в плоскость, по лопаткам завихрителя кольцевого сопла низконапорного газа;in Fig.3-section bB in Fig.2, a cylindrical surface deployed in a plane along the blades of the swirler of the annular nozzle of low pressure gas;
на фиг.4 - вид В на фиг.3 на лопатку завихрителя сопла низконапорного газа, где упругие элементы выполнены в виде пластин;figure 4 - view In figure 3 on the blade of the swirl nozzle low-pressure gas, where the elastic elements are made in the form of plates;
на фиг.5 - вид В на фиг.3 на лопатку завихрителя сопла низконапорного газа, где упругие элементы выполнены в виде кусков проволоки;figure 5 is a view In figure 3 on the blade of the swirl nozzle low-pressure gas, where the elastic elements are made in the form of pieces of wire;
на фиг.6 - зависимость степени повышения полного давления ε(λ1) в предлагаемом эжекторе с ИКС при ϑ=1.0, , к=var;figure 6 - dependence of the degree of increase in total pressure ε (λ 1 ) in the proposed ejector with ICS at ϑ = 1.0, , k = var;
на фиг.7 - зависимость степени повышения полного давления ε(λ1) в эжекторе с ЦКС при ϑ=1.0, , к=var.in Fig.7 - the dependence of the degree of increase in total pressure ε (λ 1 ) in the ejector with the CCS at ϑ = 1.0, , k = var.
Сверхзвуковой газовый эжектор содержит (см. фиг.1) осевое сверхзвуковое сопло 1 высоконапорного газа с расположенным концентрично ему кольцевым соплом 2 низконапорного газа с наружной стенкой 3, последовательно сопряженные с соплами 1 и 2 камеру смешения 4 потоков газа и расширяющийся диффузор 5. Выходы сопел 1 и 2 расположены в одной поперечной плоскости Г, являющейся к тому же плоскостью входа в камеру смешения 4. Камера смешения 4 выполнена с переменной по длине площадью поперечного сечения и соединена входом в плоскости Г с наружной стенкой 3 кольцевого сопла 2, а выходом в плоскости Д с входом диффузора 5. Камера смешения 4 выполнена суживающееся - расширяющейся. Площадь выходного сечения в плоскости Е суживающейся части 6 камеры смешения 4 равна площади выходного сечения кольцевого сопла 2 низконапорного газа.A supersonic gas ejector contains (see Fig. 1) an axial supersonic nozzle 1 of a high-pressure gas with a ring nozzle 2 of a low-pressure gas located concentrically to it with an outer wall 3, sequentially coupled to the nozzles 1 and 2, a mixing chamber 4 of gas flows and an expanding diffuser 5. Outlets of the nozzles 1 and 2 are located in the same transverse plane G, which is also the plane of entry into the mixing chamber 4. The mixing chamber 4 is made with a variable cross-sectional area along the length and is connected by the entrance in the plane G to the outer wall 3 of the annular nozzle 2, and the exit in the plane D with the entrance of the diffuser 5. The mixing chamber 4 is made tapering - expanding. The area of the outlet section in the plane E of the tapering part 6 of the mixing chamber 4 is equal to the area of the outlet section of the annular nozzle 2 of the low-pressure gas.
Угол раскрытия расширяющейся части 7 камеры смешения 4 выполнен от одного до трех градусов.The opening angle of the expanding part 7 of the mixing chamber 4 is made from one to three degrees.
Длина расширяющейся части 7 камеры смешения 4 составляет до пяти - шести диаметров выходного сечения суживающейся части 6 камеры смешения 4 в плоскости Е.The length of the expanding part 7 of the mixing chamber 4 is up to five to six diameters of the output section of the tapering part 6 of the mixing chamber 4 in the plane E.
Кольцевое сопло 2 низконапорного газа содержит на выходе лопаточный завихритель газа 8.The annular nozzle 2 of the low-pressure gas contains at the outlet a blade gas swirler 8.
Лопаточный завихритель газа 8 (см. фиг.1, 3) также включает, расположенные на выходных кромках 9 лопаток 10, наборы 11 упругих стержневых элементов. Выходная кромка 9 каждой лопатки 10 (см. фиг.4, 5) имеет продольный паз 12. Отдельный стержневой элемент каждого набора 11 жестко закреплен одним концом в пазу 12.The blade gas swirl 8 (see figures 1, 3) also includes, located on the outlet edges 9 of the blades 10, sets 11 of elastic rod elements. The output edge 9 of each blade 10 (see FIGS. 4, 5) has a longitudinal groove 12. A separate rod element of each set 11 is rigidly fixed at one end to the groove 12.
Отдельный упругий стержневой элемент набора 11 может быть выполнен в виде пластины 13 (см. фиг.4) или в виде куска проволоки 14 (см. фиг.5).A separate elastic core element of the set 11 can be made in the form of a plate 13 (see figure 4) or in the form of a piece of wire 14 (see figure 5).
Сравнение эффективности предлагаемого эжектора с ИКС и широко применяемого и считающегося наиболее эффективным эжектора с ЦКС проводят по ключевым безразмерным газодинамическим параметрам (к,ϑ,λ1),Comparison of the effectiveness of the proposed ejector with ICS and the widely used and considered the most effective ejector with CCS is carried out according to key dimensionless gas-dynamic parameters (k, ϑ, λ 1 ),
где ϑ - характерное отношение теплосодержаний;where ϑ is the characteristic ratio of heat content;
- приведенная скорость высоконапорного газа; - reduced velocity of high-pressure gas;
к - коэффициент эжекции.k is the ejection coefficient.
Анализ расчетных зависимостей представленных на фиг.6 и фиг.7 показывает, что для всех сочетаний параметров (к, ϑ, λ1) имеется преимущество по степени повышения полного давления смешиваемых газов на выходе предлагаемого эжектора с ИКС перед известным эжектором с ЦКС, т.е. ε(макс.ИКС)>ε(макс.ЦКС).An analysis of the calculated dependences presented in Fig.6 and Fig.7 shows that for all combinations of parameters (k, ϑ, λ 1 ) there is an advantage in the degree of increase in the total pressure of the mixed gases at the outlet of the proposed ejector with ICS over the known ejector with CCS, t. e. ε (max. IRS) > ε (max . CCS) .
Возможные режимы работы сверхзвукового газового эжектора с изобарической камерой смешения задают путем изменения давления на выходе из эжектора при неизменных параметрах состояния смешиваемых газов и их физических свойств. Высоконапорный газ (воздух) подают со сверхзвуковой скоростью (см. фиг.1) из сопла 1 в суживающуюся часть 6 камеры смешения 4. Одновременно в суживающуюся часть 6 через (см. фиг.1, 3) лопастной завихритель 8 с наборами 11 пластин 13 (см. фиг.4) или кусков проволок 14 (см. фиг.5) на лопатках 10 и сопло 2 эжектируют с дозвуковой скоростью низконапорный закрученный поток газа (воздуха) с высокой интенсивностью турбулентности и там смешивают его с высоконапорным газом из сопла 1.Possible modes of operation of a supersonic gas ejector with an isobaric mixing chamber are set by changing the pressure at the outlet of the ejector with constant parameters of the state of the mixed gases and their physical properties. High-pressure gas (air) is supplied at a supersonic speed (see FIG. 1) from the nozzle 1 to the tapering part 6 of the mixing chamber 4. At the same time, to the tapering part 6 through (see FIGS. 1, 3) the blade swirl 8 with sets of 11 plates 13 (see Fig. 4) or pieces of wire 14 (see Fig. 5) on the blades 10 and the nozzle 2 eject with a subsonic speed a low-pressure swirling gas (air) flow with high turbulence and mix it with high-pressure gas from the nozzle 1.
Ввиду наличия поперечных пульсационных компонентов скорости газа, свойственных турбулентному движению, потоки внедряются друг в друга, образуя постепенно уширяющуюся зону смешения - пограничный слой струи. В пределах пограничного слоя происходит изменение параметров газовой смеси от значений их в высоконапорном эжектирующем потоке газа до значений в низконапорном эжектируемом потоке газа. Благодаря этому разность скоростей потоков газов из сопел 1 и 2 уменьшается. Уменьшаются и потери на смешение газов. Полученную смесь газов из сужащейся части 6 направляют в расширяющуюся часть 7 камеры смешения 4. В расширяющейся части 7 камеры процесс смешения и выравнивания скоростей потоков газов завершается. Далее смесь газов через расширяющийся диффузор 5 отводят в атмосферу или потребителю. На выходе из эжектора полное давление смеси газов повышается до уровня, превышающего уровень полного давления смесей газов в известных аналогах эжекторов.Due to the presence of transverse pulsation components of the gas velocity characteristic of turbulent motion, the flows are introduced into each other, forming a gradually widening mixing zone - the boundary layer of the jet. Within the boundary layer, the parameters of the gas mixture change from their values in the high-pressure ejected gas flow to the values in the low-pressure ejected gas flow. Due to this, the difference in the velocity of gas flows from the nozzles 1 and 2 is reduced. The loss of gas mixing is also reduced. The resulting gas mixture from the tapering part 6 is sent to the expanding part 7 of the mixing chamber 4. In the expanding part 7 of the chamber, the process of mixing and equalizing the gas flow rates is completed. Next, the gas mixture through the expanding diffuser 5 is discharged into the atmosphere or to the consumer. At the outlet of the ejector, the total pressure of the gas mixture rises to a level that exceeds the level of the total pressure of the gas mixtures in the known analogues of ejectors.
Режимы, при которых расходы смешиваемых газов не зависят от противодавления реализуются, если давление на выходе из эжектора меньше некоторого предельного значения, при этом в выходном сечении горловины камеры смешения устанавливается сверхзвуковое или звуковое течение смеси.Modes in which the flow rates of the mixed gases are independent of the backpressure are realized if the pressure at the outlet of the ejector is less than a certain limit value, while a supersonic or sound flow of the mixture is established in the outlet section of the neck of the mixing chamber.
Предельными критическими режимами и предельными режимами запирания камеры смешения являются режимы, при которых течение в расширяющимся диффузоре сплошь дозвуковое, а на выходе из горловины камеры смешения смесь газов имеет соответственно сверхзвуковую или звуковую скорости.The limiting critical regimes and limiting modes of locking the mixing chamber are those in which the flow in the expanding diffuser is completely subsonic, and at the outlet of the neck of the mixing chamber the gas mixture has supersonic or sound velocities, respectively.
Режимы, при которых с изменением противодавления раходы смешиваемых газов изменяются реализуются тогда, когда давление на выходе из эжектора больше предельного значения.Modes in which, with a change in backpressure, the flows of the mixed gases change are realized when the pressure at the outlet of the ejector is greater than the limit value.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010110701/22U RU96399U1 (en) | 2010-03-23 | 2010-03-23 | SUPERSONIC GAS EJECTOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010110701/22U RU96399U1 (en) | 2010-03-23 | 2010-03-23 | SUPERSONIC GAS EJECTOR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96399U1 true RU96399U1 (en) | 2010-07-27 |
Family
ID=42698320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010110701/22U RU96399U1 (en) | 2010-03-23 | 2010-03-23 | SUPERSONIC GAS EJECTOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU96399U1 (en) |
-
2010
- 2010-03-23 RU RU2010110701/22U patent/RU96399U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1296309C (en) | Fluid dynamic pump | |
| CN104847708B (en) | Supersonic Ejector | |
| US5820353A (en) | Apparatus and process for operating jet pump from which a driving medium exits at supersonic speed | |
| Carletti et al. | Use of streamwise vorticity to increase mass entrainment in a cylindrical ejector | |
| RU96399U1 (en) | SUPERSONIC GAS EJECTOR | |
| Razeghi et al. | Numerical investigation of multiphase flow inside a pressure swirl atomizer at the initial stage of injection | |
| CN109458274B (en) | Variable cross-section petal-shaped injection mixer suitable for pulse detonation engine | |
| Sheng et al. | Mechanisms of lobed jet mixing: Comparison of bilinear, rectangular, and circular lobed mixers | |
| RU2538992C1 (en) | Device for separation of multicomponent medium and nozzle channel for it | |
| Johnson | Experimental and numerical examination of confined laminar opposed jets part II. Momentum balancing | |
| RU47770U1 (en) | MIXER FOR LIQUIDS AND GASES | |
| RU2341691C2 (en) | Gas ejector | |
| KR101200284B1 (en) | Performance improvement of the vacuum ejector system using a shock wave generator | |
| Yu et al. | Computational analysis of flow patterns in elliptical diesel nozzles at high injection pressures | |
| Maqsood et al. | Experimental and CFD study of exhaust ejectors with bent mixing tubes | |
| Lyubimov et al. | Investigation of Capabilities Synthetic Jets Application for Active Flow Control in Diffuser Ducts with Flow Separation Using High Resolution RANS/ILES–method | |
| CN113123898B (en) | Supersonic flow mixing device based on jet flow disturbance at rear edge of partition plate | |
| RU2008106224A (en) | METHOD AND DEVICE OF THE VORTEX WORKING FLOW OF THE WORKING BODY | |
| RU2780910C1 (en) | Combined pulsating output device of a turbojet bypass engine | |
| RU2650913C1 (en) | Gas ejector | |
| Kitamura et al. | Pressure recovery characteristics of diverging mixing tubes for ejector-jets | |
| Vemula et al. | Numerical study of the complete operating map of ejectors in Ultra High Bypass Ratio engine bleed systems | |
| RU2703119C1 (en) | Vortex ejector | |
| RU2260147C2 (en) | Vortex injector | |
| Hincapie-Montoya et al. | A computational analysis of different geometric ratios at the input of a secondary fluid that affects the efficiency of a subsonic air-air ejector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20110324 |