RU2016262C1 - Способ организации рабочего процесса в камере смешения вакуумного жидкостно-газового струйного аппарата и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ организации рабочего процесса в камере смешения вакуумного жидкостно-газового струйного аппарата и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2016262C1 RU2016262C1 RU92009015/29A RU92009015A RU2016262C1 RU 2016262 C1 RU2016262 C1 RU 2016262C1 RU 92009015/29 A RU92009015/29 A RU 92009015/29A RU 92009015 A RU92009015 A RU 92009015A RU 2016262 C1 RU2016262 C1 RU 2016262C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixing chamber
- liquid
- area
- ratio
- range
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: подают жидкость и газ и смешивают их. Рабочий процесс проводят при отношении площади минимального сечения камеры смешения к площади, занимаемой жидкостью на входе в нее, лежащем в диапазоне 14 - 200, и при отношении длины камеры смешения к диаметру круга, площадь которого равна площади, занятой жидкостью на входе в камеру смешения, определяемом по заданной зависимости. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к струйной технике, преимущественно к жидкостно-газовым эжекторам для создания вакуума.
Известны способы организации рабочего процесса и вакуумные жидкостно-газовые струйные аппараты (ЖГСА) [1], имеющие отношение площади камеры смешения (f3) к площади активной среды на входе в камеру смешения (fp1), лежащее в диапазоне 2,2 - 13,8 и относительную длину камеры смешения lкс, равную отношению длины камеры смешения к ее диаметру, лежащую в диапазоне lкс 12-32.
Наиболее близкими техническими решениями к предлагаемым являются: способ организации рабочего процесса, включающий подачу жидкости, газа и их смешение, причем рабочий процесс проводят при α, отношении площади минимального сечения камеры смешения к площади, занимаемой жидкостью на входе в нее, лежащем в диапазоне α= 3...18,5, и при l отношении длины камеры смешения к диаметру круга, площадь которого равна площади, занимаемой жидкостью на входе в камеру смешения, равном l - 36...76 [2]; и ЖГСА для создания вакуума, содержащий устройства подвода активной и пассивной сред и камеру смешения [2], имеющий fp3/fp1 = 3-18,5 и lкс = 4-17,3. Недостатком данного технического решения является низкий КПД эжектора (большие потребляемые мощности).
Целью изобретения является увеличение КПД ЖГСА для создания вакуума и улучшение его массогабаритных характеристик.
Указанная цель достигается тем, что рабочий процесс проводят при α, отношении площади минимального сечения камеры смешения к площади, занимаемой жидкостью на входе в нее, лежащем в диапазоне α= 14...200, и l отношении длины камеры смешения к диаметру круга, площадь которого равна площади, занятой жидкостью на входе в камеру смешения, определяемом по зависимости l - (12...95) α3/4.
Кроме того, достижение цели реализуется за счет ЖГСА для создания вакуума имеющего φ, отношение площади минимального сечения камеры смешения к проходной площади выходного сечения устройства подвода активной среды, лежащее в диапазоне φ= 8...200, и lкс, отношение расстояния от выходного сечения устройства подвода активной среды до конца камеры смешения к диаметру минимального сечения камеры смешения, лежащее в диапазоне, определенном по зависимости lкс = (12...95)4 Заявляемые объекты связаны общим изобретательским замыслом, поскольку реализация способа может быть доказана посредством предлагаемого устройства, в связи с чем способ и устройство объединены в группу изобретений.
Сравнительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом выявил в первом наличие новых признаков:
по способу, заключающийся в том, что рабочий процесс проводят при α, отношении пощади минимального сечения камеры смешения к площади, занимаемой жидкостью на входе в нее, лежащем в диапазоне α= 14...200, и l, отношении длины камеры смешения к диаметру круга, площадь которого равна площади, занятой жидкостью на входе в камеру смешения, определяемом по зависимости l = (12...95) α3/4;
по устройству, заключающийся в использовании ЖГСА имеющего φ, отношение площади минимального сечения камеры смешения к проходной площади выходного сечения устройства подвода активной среды, лежащее в диапазоне φ= 8...200, и lкс, отношение расстояния от выходного сечения устройства подвода активной среды до конца камеры смешения к диаметру минимального сечения камеры смешения, лежащее в диапазоне, определенном по зависимости lкс = (12...95) .
по способу, заключающийся в том, что рабочий процесс проводят при α, отношении пощади минимального сечения камеры смешения к площади, занимаемой жидкостью на входе в нее, лежащем в диапазоне α= 14...200, и l, отношении длины камеры смешения к диаметру круга, площадь которого равна площади, занятой жидкостью на входе в камеру смешения, определяемом по зависимости l = (12...95) α3/4;
по устройству, заключающийся в использовании ЖГСА имеющего φ, отношение площади минимального сечения камеры смешения к проходной площади выходного сечения устройства подвода активной среды, лежащее в диапазоне φ= 8...200, и lкс, отношение расстояния от выходного сечения устройства подвода активной среды до конца камеры смешения к диаметру минимального сечения камеры смешения, лежащее в диапазоне, определенном по зависимости lкс = (12...95) .
Это дает право сделать вывод о соответствии критерию "новизна".
Рассмотрим энергетические и массогабаритные характеристики вакуумного ЖГСА в предлагаемом диапазоне изменения геометрических размеров.
Энергетические характеристики.
На фиг. 1 представлена зависимость КПД ЖГСА и потребляемой им мощности N от α, полученная с использованием результатов работы
и пройденных авторам экспериментальных исследований.
и пройденных авторам экспериментальных исследований.
Эта зависимость построена для следующих параметров:
давление газа на входе в ЖГСА Рг = 0,01 МПа (0,1 ата);
давление на выходе из ЖГСА Рсз = 0,12 МПа (1,2 ата);
расход газа Мг = 30 кг/час;
температура жидкости Тж = 293 К;
температура газа Тг = 293 К;
компоненты вода + воздух
аналогичные результаты были получены и для значения Рг, которые лежали в пределах Pг= 0,0015-0,07 МПа (0,015-0,7 ата)).
давление газа на входе в ЖГСА Рг = 0,01 МПа (0,1 ата);
давление на выходе из ЖГСА Рсз = 0,12 МПа (1,2 ата);
расход газа Мг = 30 кг/час;
температура жидкости Тж = 293 К;
температура газа Тг = 293 К;
компоненты вода + воздух
аналогичные результаты были получены и для значения Рг, которые лежали в пределах Pг= 0,0015-0,07 МПа (0,015-0,7 ата)).
Согласно данным работы [2] , для всех испытанных геометрий изотермический КПД не превышал величины 0,18 (при указанных выше исходных данных).
Массогабаритные характеристики.
На фиг. 2 показана зависимость массы ЖГСА от параметраα.
При использовании ЖГСА в составе вакуумных установок необходимо учитывать не только энергетические затраты, но и влияние массогабаритных характеристик (при их значительном увеличении возможно резкое увеличение металлоемкости установки и ее стоимости). Введем параметр В равный:
B = N˙M где N - мощность, потребляемая ЖГСА для сжатия 30 кг/ч воздуха с давлением Pг = 0,01 МПа (0,1 ата);
М - масса такого ЖГСА.
B = N˙M где N - мощность, потребляемая ЖГСА для сжатия 30 кг/ч воздуха с давлением Pг = 0,01 МПа (0,1 ата);
М - масса такого ЖГСА.
Таким образом, величина В оценивает совокупность энергетических (N или КПД) и массовых характеристик эжектора. Очевидно, что необходимо стремиться к минимуму этой величины, т.к. при этом на единицу массы будет приходиться минимальная мощность, потребляемая на сжатие заданного количества газа, или на единицу мощности - минимальная масса.
На фиг. 3 представлена зависимость числа В отα.
Рассмотрение графика на фиг. 3 позволяет выделить диапазон, в котором характеристики вакуумного ЖГСА являются наилучшими:
левая граница α= 14 (при α< 14 число В начинает резко возрастать, например, Bα=5/Bα=14=2);
правая граница α= 200 (при α> 200 для обеспечения работы ЖГСА необходимо использование насосов с давлением на выходе свыше 16 МПА. Это усложняет и удорожает ЖГСА, а также приведет к трудностям при его эксплуатации).
левая граница α= 14 (при α< 14 число В начинает резко возрастать, например, Bα=5/Bα=14=2);
правая граница α= 200 (при α> 200 для обеспечения работы ЖГСА необходимо использование насосов с давлением на выходе свыше 16 МПА. Это усложняет и удорожает ЖГСА, а также приведет к трудностям при его эксплуатации).
Как показали проведенные исследования, оптимальный диапазон изменения относительной длины камеры смешения, при котором получены приведенные выше зависимости, равен Iкс = (12...95) .(он соответствует l = (12...95)α3/4). Отметим, что началом камеры смешения считалось выходное сечение устройства подвода активной среды, а концом камеры смешения - сечение, после которого начинается расширяющийся диффузор (если он есть) или наиболее удаленное от выходного устройства подвода активной среды сечение камеры смешения (если диффузор отсутствует). В этом диапазоне изменения lкс КПД ЖГСА остается максимальным для принятого: при уменьшении длины камеры смешения, по сравнению с минимальным из указанного диапазона, увеличивается неравномерность потока на выходе из камеры смешения и связанные с этим потери, что приводит к резкому уменьшению КПД; при увеличении длины камеры смешения свыше максимального из диапазона lкс = (12...95) возрастают гидравлические потери, что также приводит к уменьшению КПД.
Анализ известных технических решений не выявил заявляемой совокупности существенных отличий, поэтому можно сделать вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".
Сведений, изложенных в заявке, достаточно для понимания технической сущности предлагаемого решения и его промышленной воспроизводимости. ЖГСА с заявляемыми геометрическими параметрами может быть использован в вакуумных эжекторных установках (например, в теплоэнергетике, химической и др. отраслях промышленности). Отсюда можно сделать заключение, что предлагаемое изобретение соответствует критерию "промышленная применимость".
На фиг. 4 представлена принципиальная схема ЖГСА, который содержит:
1 - устройство подвода активной среды, которое может быть выполнено в виде сужающегося конического или сверхзвукового сопла круглого сечения; диафрагмы (круглого или некруглого сечения); коаксиальных кольцевых щелей; многосоплового блока, в котором в качестве отдельного повторяющегося элемента может использоваться названный элемент или сочетание элементов.
1 - устройство подвода активной среды, которое может быть выполнено в виде сужающегося конического или сверхзвукового сопла круглого сечения; диафрагмы (круглого или некруглого сечения); коаксиальных кольцевых щелей; многосоплового блока, в котором в качестве отдельного повторяющегося элемента может использоваться названный элемент или сочетание элементов.
Под выходным сечением устройства подвода жидкости понимается такое сечение, до которого осуществляется безотрывное течение потока (в частном случае, при безотрывном течении это сечение совпадает с сечением среза устройства подвода).
2 - устройство подвода пассивной среды;
3 - камеру смешения, которая состоит из конической сужающейся и цилиндрической частей (либо только из цилиндрической или конической сужающейся части), при этом началом камеры смешения служит выходное сечение устройства 1, а концом камеры смешения считается сечение, после которого начинается диффузор 4 (если он есть), или наиболее удаленное от выходного устройства 1 сечение камеры смешения (если диффузор 4 отсутствует).
3 - камеру смешения, которая состоит из конической сужающейся и цилиндрической частей (либо только из цилиндрической или конической сужающейся части), при этом началом камеры смешения служит выходное сечение устройства 1, а концом камеры смешения считается сечение, после которого начинается диффузор 4 (если он есть), или наиболее удаленное от выходного устройства 1 сечение камеры смешения (если диффузор 4 отсутствует).
В случае, если выходное сечение устройства 1 неперпендикулярно продольной оси эжектора, то длина камеры смешения равна расстоянию от центра тяжести выходного сечения устройства подвода активной среды 1 до конца камеры смешения.
Отличие нижней границы заявляемых диапазоновα и φобъясняется тем, что при использовании в качестве подводящего устройства активной среды, например, диафрагмы, происходит сужение жидкостной струи, площадь которой меньше площади выходного сечения диафрагмы (коэффициент сужения 0,6). Поэтому величине α= 14, которая вычисляется по площади жидкостной струи на входе в камеру смешения, соответствует значение φ= 8, которое определяется по площади выходного сечения устройства подвода активной среды (при одинаковой площади минимального сечения камеры смешения).
Эжектор работает следующим образом.
Жидкость поступает через устройство подвода активной среды 1, где происходит преобразование потенциальной энергии в кинетическую, в камеру смешения 3, куда также подается сжимаемый газ через устройство подвода пассивной среды 2. В камере смешения 3 происходит взаимодействие жидкостной и газовой струй, сопровождающееся передачей энергии от жидкости к газу и повышением давления последнего, в результате чего на выходе из камеры смешения 3 образуется газожидкостная смесь, которая затем может тормозиться в диффузоре 4 (если он предусмотрен) с целью повышения статического давления смеси. В результате на выходе из ЖГСА образуется газожидкостная смесь, которая имеет давление большее, чем давление газа, и меньшее, чем давление жидкости.
Claims (2)
1. Способ организации рабочего процесса в камере смешения вакуумного жидкостно-газового струйного аппарата, включающий подачу жидкости и газа и их смешение, отличающийся тем, что рабочий процесс проводят при отношении площади минимального сечения камеры смешения к площади, занимаемой жидкостью на входе в нее, лежащем в диапазоне α = 14÷200 и при отношении длины камеры смешения к диаметру круга, площадь которого равна площади, занятой жидкостью на входе в камеру смешения, определяемом по зависимости =(12... 95)α3/4.
2. Жидкостно-газовый струйный аппарат для создания вакуума, содержащий устройство подвода активной среды, устройство подвода пассивной среды и камеру смешения, отличающийся тем, что отношение площади минимального сечения камеры смешения к проходной площади выходного сечения устройства подвода активной среды, лежит в диапазоне φ=8-200, а отношение расстояния от выходного сечения устройства подвода активной среды до конца камеры смешения к диаметру минимального сечения камеры смешения лежит в диапазоне, определенном по зависимости =(12...95)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92009015/29A RU2016262C1 (ru) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | Способ организации рабочего процесса в камере смешения вакуумного жидкостно-газового струйного аппарата и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92009015/29A RU2016262C1 (ru) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | Способ организации рабочего процесса в камере смешения вакуумного жидкостно-газового струйного аппарата и устройство для его осуществления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016262C1 true RU2016262C1 (ru) | 1994-07-15 |
RU92009015A RU92009015A (ru) | 1996-05-20 |
Family
ID=20132785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92009015/29A RU2016262C1 (ru) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | Способ организации рабочего процесса в камере смешения вакуумного жидкостно-газового струйного аппарата и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2016262C1 (ru) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998022714A1 (fr) * | 1996-11-19 | 1998-05-28 | Sergei Anatolievich Popov | Appareil a vide a jet de liquides / de gaz |
WO1998044262A1 (fr) * | 1997-03-31 | 1998-10-08 | Sergei Anatolievich Popov | Mode de fonctionnement d'un appareil a jet |
WO1998050703A2 (fr) * | 1997-04-21 | 1998-11-12 | Petrukhin, Evgeny Dmitrievich | Appareil a jets de gaz et de liquides |
WO1999008003A1 (fr) * | 1997-08-05 | 1999-02-18 | Petrukhine, Evgueni Dmitrievich | Procede de generation de vide et appareil de pompage et d'ejection permettant de mettre en oeuvre ce procede |
WO1999022148A1 (fr) * | 1997-10-29 | 1999-05-06 | Sergei Anatolievich Popov | Procede de fonctionnement d'un installation de pompage et d'ejection, et installation s'y rapportant |
WO1999037926A1 (fr) * | 1998-01-27 | 1999-07-29 | Petrukhin, Evgeny Dmitrievich | Procede de fonctionnement d'une installation de pompage et d'ejection et installation de pompage et d'ejection |
WO1999040326A1 (fr) * | 1998-02-05 | 1999-08-12 | Petroukhine, Evgueni Dmitrievich | Appareil a jet de gaz et de liquides |
WO1999050562A1 (fr) * | 1998-03-27 | 1999-10-07 | Petroukhine, Evgueni Dmitrievich | Ejecteur de gaz et de liquides, et variantes |
WO1999054629A1 (fr) * | 1998-04-17 | 1999-10-28 | Petrukhin, Evgeny Dmitrievich | Appareil a jets de gaz et de liquides et variantes |
-
1992
- 1992-12-14 RU RU92009015/29A patent/RU2016262C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Соколов Е.Я. и др. Струйные аппараты. - М.: Энергия, 1970. с.199-214. * |
2. Сборник. Лопаточные машины и струйные аппараты. Машиностроение, 1971, выпуск 5, с.262-305. * |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6016840A (en) * | 1996-11-19 | 2000-01-25 | Popov; Serguei A. | Liquid/gas vacuum ejector device |
WO1998022714A1 (fr) * | 1996-11-19 | 1998-05-28 | Sergei Anatolievich Popov | Appareil a vide a jet de liquides / de gaz |
WO1998044262A1 (fr) * | 1997-03-31 | 1998-10-08 | Sergei Anatolievich Popov | Mode de fonctionnement d'un appareil a jet |
US6109882A (en) * | 1997-03-31 | 2000-08-29 | Popov; Serguei A. | Operating mode of a jet blower |
WO1998050703A2 (fr) * | 1997-04-21 | 1998-11-12 | Petrukhin, Evgeny Dmitrievich | Appareil a jets de gaz et de liquides |
WO1998050703A3 (fr) * | 1997-04-21 | 1999-02-04 | Petrukhin Evgeny Dmitrievich | Appareil a jets de gaz et de liquides |
US6261067B1 (en) | 1997-04-21 | 2001-07-17 | Evgueni D. Petroukhine | Liquid-gas jet apparatus having a predetermined ratio for a cross-section of an active liquid nozzle and a mixing chamber |
WO1999008003A1 (fr) * | 1997-08-05 | 1999-02-18 | Petrukhine, Evgueni Dmitrievich | Procede de generation de vide et appareil de pompage et d'ejection permettant de mettre en oeuvre ce procede |
US6511307B2 (en) | 1997-08-05 | 2003-01-28 | Evgueni D. Petroukhine | Method for producing a vacuum by a pumping-ejection system |
US6354807B1 (en) | 1997-08-05 | 2002-03-12 | Evgueni D. Petroukhine | Method for generating vacuum and pumping-ejection apparatus for realizing the same |
US6248154B1 (en) | 1997-10-29 | 2001-06-19 | Evgueni Petroukhine | Operation process of a pumping-ejection apparatus and related apparatus |
WO1999022148A1 (fr) * | 1997-10-29 | 1999-05-06 | Sergei Anatolievich Popov | Procede de fonctionnement d'un installation de pompage et d'ejection, et installation s'y rapportant |
US6250888B1 (en) | 1998-01-27 | 2001-06-26 | Serguei A. Popov | Pumping-ejector unit and process therefor |
WO1999037926A1 (fr) * | 1998-01-27 | 1999-07-29 | Petrukhin, Evgeny Dmitrievich | Procede de fonctionnement d'une installation de pompage et d'ejection et installation de pompage et d'ejection |
WO1999040326A1 (fr) * | 1998-02-05 | 1999-08-12 | Petroukhine, Evgueni Dmitrievich | Appareil a jet de gaz et de liquides |
US6364626B1 (en) | 1998-02-05 | 2002-04-02 | Evgueni D. Petroukhine | Liquid-gas jet apparatus |
WO1999050562A1 (fr) * | 1998-03-27 | 1999-10-07 | Petroukhine, Evgueni Dmitrievich | Ejecteur de gaz et de liquides, et variantes |
WO1999054629A1 (fr) * | 1998-04-17 | 1999-10-28 | Petrukhin, Evgeny Dmitrievich | Appareil a jets de gaz et de liquides et variantes |
US6312230B1 (en) | 1998-04-17 | 2001-11-06 | Evgueni D. Petroukhine | Liquid-gas jet apparatus variants |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8104745B1 (en) | Heat-generating jet injection | |
RU2016262C1 (ru) | Способ организации рабочего процесса в камере смешения вакуумного жидкостно-газового струйного аппарата и устройство для его осуществления | |
RU2553861C1 (ru) | Гидродинамический смеситель | |
US9611496B2 (en) | Processes for extracting carbohydrates from biomass and converting the carbohydrates into biofuels | |
JPS5658530A (en) | Dispersing method | |
WO2007040423A1 (fr) | Procede de production d'energie par mouvements rotatifs et en va-et-vient et dispositif de transformation et d'extraction d'energie dans des milieux liquides | |
WO2015088983A1 (en) | Processes for extracting carbohydrates from biomass and converting the carbohydrates into biofuels | |
RU2158627C1 (ru) | Смеситель кавитационного типа | |
RU2016268C1 (ru) | Эжекторная установка | |
RU2107841C1 (ru) | Жидкостно-газовый струйный аппарат | |
SU1755714A3 (ru) | Способ работы жидкостно-газового эжектора | |
RU92009015A (ru) | Способ организации рабочего процесса в вакуумном жидкостно-газовом струйном аппарате и устройство для его осуществления | |
Busov et al. | Effect of a passive swirler on superheated liquid outflow | |
RU2110701C1 (ru) | Способ работы тепловыделяющего струйного аппарата (варианты) | |
RU2103561C1 (ru) | Жидкостно-газовый вакуумный струйный аппарат | |
RU2142580C1 (ru) | Способ струйной деаэрации и струйная установка для его реализации | |
US20040246815A1 (en) | Device and method of creating hydrodynamic cavitation in fluids | |
US6248154B1 (en) | Operation process of a pumping-ejection apparatus and related apparatus | |
RU2625874C1 (ru) | Гидродинамический смеситель | |
RU2131094C1 (ru) | Кавитационный тепловой генератор | |
CN113203215A (zh) | 热回收或功回收系统、用于其的喷射器及流体混合方法 | |
RU97117775A (ru) | Способ работы насосно-эжекторной установки и установка для его осуществления | |
SU1172592A1 (ru) | Кавитационный диспергатор | |
RU2171404C1 (ru) | Устройство для создания вакуума в промышленных аппаратах | |
RU2123619C1 (ru) | Парожидкостный струйный аппарат с давлением жидкости на выходе, превышающим давление рабочего газа |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20051004 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20080603 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20100810 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20101006 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: SUB-LICENCE Effective date: 20101216 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: SUB-LICENCE Effective date: 20120420 |