RU2205994C1 - Liquid-gas device - Google Patents

Liquid-gas device Download PDF

Info

Publication number
RU2205994C1
RU2205994C1 RU2002118716A RU2002118716A RU2205994C1 RU 2205994 C1 RU2205994 C1 RU 2205994C1 RU 2002118716 A RU2002118716 A RU 2002118716A RU 2002118716 A RU2002118716 A RU 2002118716A RU 2205994 C1 RU2205994 C1 RU 2205994C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixing chamber
nozzle
primary
liquid
primary mixing
Prior art date
Application number
RU2002118716A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.С. Фалькевич
Л.М. Виленский
А.Ю. Беляев
Б.Н. Журавлев
Original Assignee
Фалькевич Генрих Семенович
Беляев Андрей Юрьевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фалькевич Генрих Семенович, Беляев Андрей Юрьевич filed Critical Фалькевич Генрих Семенович
Priority to RU2002118716A priority Critical patent/RU2205994C1/en
Priority to AU2003208683A priority patent/AU2003208683A1/en
Priority to PCT/RU2003/000029 priority patent/WO2004007971A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2205994C1 publication Critical patent/RU2205994C1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/02—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being liquid
    • F04F5/04—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being liquid displacing elastic fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/44—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04F5/02 - F04F5/42
    • F04F5/46—Arrangements of nozzles
    • F04F5/466—Arrangements of nozzles with a plurality of nozzles arranged in parallel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

FIELD: liquid and gas handling facilities. SUBSTANCE: proposed device is designed for combined pumping of different liquids and gases. Device contains nozzle unit with at least one nozzle, at least one primary mixing chamber partially arranged around each of said nozzles, secondary mixing chamber whose inlet is arranged before outlets of primary mixing chambers and outlet is combined with diffuser inlet, and intake chamber accommodating nozzles of nozzle unit, primary mixing chambers and inlet of secondary mixing chamber. Primary mixing chamber is made in from of cylinder or cone, or their combination, and is installed coaxially with nozzle. EFFECT: increased efficiency. 7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к гидро-газодинамическому оборудованию, а именно к эжекторным установкам, и может быть использовано в теплоэнергетике, нефтеперерабатывающей, химической промышленности, а также в других отраслях промышленности, где необходимо использовать смешение жидкости и газа. The invention relates to hydro-gas-dynamic equipment, namely to ejector installations, and can be used in the power industry, oil refining, chemical industry, as well as in other industries where it is necessary to use a mixture of liquid and gas.

Известен жидкостно-газовый струйный аппарат (RU, патент 2107841, F 04 F 5/02, 1998), содержащий активное жидкостное сопло, камеру смешения и диффузор, причем площадь минимального сечения камеры смешения составляет от 0,1 до 7,98 площадей минимального сечения активного жидкостного сопла. Known liquid-gas jet apparatus (RU, patent 2107841, F 04 F 5/02, 1998) containing an active liquid nozzle, a mixing chamber and a diffuser, and the minimum cross-sectional area of the mixing chamber is from 0.1 to 7.98 minimum cross-sectional areas active fluid nozzle.

Известный струйный аппарат имеет невысокий коэффициент полезного действия из-за невысокой организации смешения пассивного газа и потока активной жидкости. Known inkjet apparatus has a low efficiency due to the low organization of mixing of passive gas and the flow of active liquid.

Известен также жидкостно-газовый струйный аппарат (RU, патент 2113629, F 04 F 5/02, 1998), содержащий сопло подвода активной жидкой среды и камеру смешения, причем сопло подвода активной среды выполнено с центральным и периферийным кольцевыми стволами подачи активной жидкой среды, а суммарная площадь выходного сечения сопла подвода активной среды задана соотношением площади выходного сечения центрального ствола сопла и площади минимального сечения камеры смешения. Also known is a liquid-gas jet apparatus (RU, patent 2113629, F 04 F 5/02, 1998), comprising a nozzle for supplying an active liquid medium and a mixing chamber, moreover, a nozzle for supplying an active medium is made with central and peripheral annular trunks for supplying an active liquid medium, and the total area of the output section of the nozzle for supplying an active medium is given by the ratio of the area of the output section of the central barrel of the nozzle and the area of the minimum section of the mixing chamber.

Известный струйный аппарат имеет невысокий коэффициент полезного действия из-за плохой организации смешения пассивного газа и потока активной жидкости. Known inkjet apparatus has a low efficiency due to poor organization of the mixing of passive gas and the flow of active liquid.

Известен также жидкостно-газовый эжектор (US, патент 2382391, F 04 F 5/02, 1945), содержащий распределительную камеру с соплами, приемную камеру, камеры смешения и сбросную камеру, причем каждая камера смешения установлена соосно относительно своего сопла. Also known is a liquid-gas ejector (US patent 2382391, F 04 F 5/02, 1945) comprising a distribution chamber with nozzles, a receiving chamber, a mixing chamber and a discharge chamber, each mixing chamber being mounted coaxially with respect to its nozzle.

Известный струйный аппарат имеет невысокий коэффициент полезного действия из-за плохой организации смешения пассивного газа и потока активной жидкости. Known inkjet apparatus has a low efficiency due to poor organization of the mixing of passive gas and the flow of active liquid.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является жидкостно-газовый струйный аппарат (SU 158041, F 04 F 5/46, 1963). Closest to the proposed device is a liquid-gas jet apparatus (SU 158041, F 04 F 5/46, 1963).

Известный аппарат содержит сопловой блок с, по меньшей мере, одним соплом, по меньшей мере, одну первичную и одну вторичную камеры смешения, причем вход вторичной камеры смешения расположен перед выходами первичных камер смешения, и приемную камеру, в которой размещены сопла соплового блока, первичные камеры смешения и вход вторичной камеры смешения. The known apparatus comprises a nozzle block with at least one nozzle, at least one primary and one secondary mixing chamber, the input of the secondary mixing chamber being located in front of the outputs of the primary mixing chambers, and a receiving chamber in which the nozzles of the nozzle block are located, primary mixing chambers and the entrance of the secondary mixing chamber.

Известный струйный аппарат имеет невысокий коэффициент полезного действия из-за плохой организации смешения пассивного газа и потока активной жидкости. Known inkjet apparatus has a low efficiency due to poor organization of the mixing of passive gas and the flow of active liquid.

Проведенные исследования показали, что вышеприведенные жидкостно-струйные аппараты не обеспечивают требуемую производительность и коэффициент полезного действия, из-за плохой организации перемешивания сред (например, активной жидкой и пассивной газовой сред). Studies have shown that the above liquid-jet devices do not provide the required performance and efficiency, due to poor organization of mixing media (for example, active liquid and passive gas media).

Техническая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в оптимизации смешения газообразной и жидкой сред. The technical problem to which the present invention is directed is to optimize the mixing of gaseous and liquid media.

Технический результат, получаемый в результате реализации вышеприведенной технической задачи, состоит в повышении коэффициента полезного действия жидкостно-газового струйного аппарата за счет оптимизации процесса смешения газообразной и жидкой сред в проточной части струйного аппарата. The technical result obtained as a result of the implementation of the above technical problem is to increase the efficiency of a liquid-gas jet apparatus by optimizing the process of mixing gaseous and liquid media in the flow part of the jet apparatus.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать жидкостно-газовый струйный аппарат, содержащий сопловой блок с, по меньшей мере, одним соплом, по меньшей мере, одну первичную и одну вторичную камеры смешения, причем вход вторичной камеры смешения расположен перед выходами первичных камер смешения, и приемную камеру, в которой размещены сопла соплового блока, первичные камеры смешения и вход вторичной камеры смешения, при этом первичная камера смешения частично расположена вокруг сопла, а выход вторичной камеры смешения совмещен с диффузором. To achieve the technical result, it is proposed to use a liquid-gas jet apparatus comprising a nozzle unit with at least one nozzle, at least one primary and one secondary mixing chamber, the entrance of the secondary mixing chamber being located in front of the outputs of the primary mixing chambers, and the receiving chamber, in which the nozzles of the nozzle block are located, the primary mixing chambers and the entrance of the secondary mixing chamber, while the primary mixing chamber is partially located around the nozzle, and the output of the secondary chambers mixing combined with a diffuser.

Кроме того, выход сопла отстоит от выхода камеры первичного смешения обычно на расстояние не свыше 100 диаметров выходного сечения сопла. In addition, the nozzle exit is separated from the primary mixing chamber by a distance of not more than 100 diameters of the nozzle exit section.

Преимущественно площадь минимального сечения первичной камеры смешения составляет от 1 до 15 площадей минимального сечения сопла. Mostly the minimum cross-sectional area of the primary mixing chamber is from 1 to 15 squares of the minimum nozzle cross-section.

Предпочтительно отношение площади минимального сечения вторичной камеры смешения к суммарной площади минимальных сечений первичных камер смешения составляет от 1 до 300, а отношение длин первичной и вторичной камер смешения к диаметрам их минимальных сечений составляет от 0,1 до 500. Preferably, the ratio of the minimum cross-sectional area of the secondary mixing chamber to the total minimum cross-sectional area of the primary mixing chambers is from 1 to 300, and the ratio of the lengths of the primary and secondary mixing chambers to the diameters of their minimum cross-sections is from 0.1 to 500.

Кроме того, аппарат может содержать, по меньшей мере, одну дополнительную вторичную камеру смешения, а также, по меньшей мере, один дополнительный диффузор. In addition, the apparatus may contain at least one additional secondary mixing chamber, as well as at least one additional diffuser.

При этом выходы части первичных камер смешения совмещены с одной вторичной камерой смешения, а выходы остальных первичных камер смешения совмещены со второй вторичной камерой смешения. При этом дополнительный диффузор совмещен с дополнительной вторичной камерой смешения. In this case, the outputs of part of the primary mixing chambers are combined with one secondary mixing chamber, and the outputs of the remaining primary mixing chambers are combined with the second secondary mixing chamber. In this case, an additional diffuser is combined with an additional secondary mixing chamber.

Сопловый блок представляет собой общее основание, на котором размещено не менее одного сопла, а предпочтительно, не менее двух сопел, причем к задней поверхности основания подведена активная (эжектирующая) среда высокого давления. The nozzle block is a common base on which at least one nozzle, and preferably at least two nozzles, is placed, and an active (ejecting) high pressure medium is connected to the rear surface of the base.

Как показали проведенные исследования, организация процесса перемешивания активной (эжектирующей) и пассивной (эжектируемой) сред существенным образом влияет на коэффициент полезного действия жидкостно-газового струйного аппарата. Поэтому для улучшения организации процесса перемешивания в эжекторе устанавливают два вида камер смешения - первичная камера смешения, которую устанавливают концентрично каждому соплу соплового блока, и вторичная камера смешения, в которую попадают все струи из первичных камер смешения и где происходит окончательное смешение газа и жидкости. В первичных камерах смешения происходит предварительное перемешивание жидкости и газа, а также образование вихревых зон и турбулизация жидкостной струи с газом, что позволяет струе интенсивнее распадаться за первичными камерами смешения и захватывать большее количество эжектируемого газа, чем в эжекторах с одной камерой смешения. Турбулизация может быть увеличена при использовании двух и более первичных камер смешения с соплами, а также их взаимным расположением в пространстве непараллельно оси вторичной камеры смешения. Кроме того, известным фактом является то, что эжектируемый газ свободнее проникает к центральным струям между трубками первичных камер, т.к. коэффициент сопротивления при поперечном обтекании твердых цилиндров газом в несколько раз ниже коэффициента сопротивления такого же обтекания струй жидкости. As studies have shown, the organization of the mixing process of active (ejecting) and passive (ejected) media significantly affects the efficiency of a liquid-gas jet apparatus. Therefore, to improve the organization of the mixing process, two types of mixing chambers are installed in the ejector - the primary mixing chamber, which is installed concentrically to each nozzle of the nozzle block, and the secondary mixing chamber, into which all the jets from the primary mixing chambers fall and where the final mixing of gas and liquid occurs. In the primary mixing chambers, liquid and gas are pre-mixed, as well as the formation of vortex zones and turbulence of the liquid jet with gas, which allows the jet to decay more intensively behind the primary mixing chambers and capture a larger amount of ejected gas than in ejectors with a single mixing chamber. Turbulization can be increased by using two or more primary mixing chambers with nozzles, as well as their mutual arrangement in space not parallel to the axis of the secondary mixing chamber. In addition, it is a known fact that the ejected gas penetrates more freely to the central jets between the tubes of the primary chambers, because the drag coefficient for the transverse flow of gas around solid cylinders is several times lower than the drag coefficient of the same flow around liquid jets.

На чертеже показан базовый вариант жидкостно-газового струйного аппарата. The drawing shows a basic version of a liquid-gas jet apparatus.

Жидкостно-газовый струйный аппарат в базовом варианте, проиллюстрированном на чертеже, содержит: сопловой блок 1, сопло 2, первичную камеру 3 смешения, вторичную камеру 4 смешения, диффузор 5, приемную камеру 6. The liquid-gas jet apparatus in the basic embodiment illustrated in the drawing comprises: a nozzle block 1, a nozzle 2, a primary mixing chamber 3, a secondary mixing chamber 4, a diffuser 5, a receiving chamber 6.

Предлагаемое устройство работает следующим образом: струя активной жидкости из каждого сопла 2 соплового блока 1 попадает в первичную камеру смешения 3, где происходит ее предварительное разбиение и перемешивание с пассивным газом, поступающим из приемной камеры 6. После выхода из первичной камеры смешения происходит полное разбиение струи и окончательный захват пассивного газа. Далее поток жидкости и газа поступает во вторичную камеру смешения 4, где происходит выравнивание скоростей и повышение давления смеси. Из вторичной камеры смешения поток поступает в диффузор 5, где происходит дальнейший рост давления. The proposed device operates as follows: a jet of active liquid from each nozzle 2 of the nozzle block 1 enters the primary mixing chamber 3, where it is pre-split and mixed with passive gas coming from the receiving chamber 6. After exiting the primary mixing chamber, the jet is completely broken and the final capture of passive gas. Next, the flow of liquid and gas enters the secondary mixing chamber 4, where the velocity is equalized and the pressure of the mixture increases. From the secondary mixing chamber, the flow enters the diffuser 5, where a further increase in pressure occurs.

При использовании предложенного устройства повышение коэффициента полезного действия относительно устройства, использованного в качестве ближайшего аналога, составляет 8-12%. When using the proposed device, the increase in efficiency relative to the device used as the closest analogue is 8-12%.

Claims (7)

1. Жидкостно-газовый струйный аппарат, содержащий сопловой блок с, по меньшей мере, одним соплом, по меньшей мере, одну первичную и одну вторичную камеры смешения, причем вход вторичной камеры смешения расположен перед выходами первичных камер смешения, и приемную камеру, в которой размещены сопла соплового блока, первичные камеры смешения и вход вторичной камеры смешения, отличающийся тем, что первичная камера смешения частично расположена вокруг сопла, а выход вторичной камеры смешения совмещен с диффузором. 1. A liquid-gas jet apparatus comprising a nozzle block with at least one nozzle, at least one primary and one secondary mixing chamber, wherein the input of the secondary mixing chamber is located in front of the outputs of the primary mixing chambers, and a receiving chamber in which nozzle block nozzles, primary mixing chambers and the entrance of the secondary mixing chamber are located, characterized in that the primary mixing chamber is partially located around the nozzle, and the output of the secondary mixing chamber is aligned with the diffuser. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что выход сопла отстоит от выхода камеры первичного смешения на расстояние не свыше 100 диаметров выходного сечения сопла. 2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the nozzle exit is separated from the output of the primary mixing chamber by a distance of not more than 100 diameters of the nozzle exit section. 3. Аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что площадь минимального сечения первичной камеры смешения составляет от 1 до 15 площадей минимального сечения сопла. 3. The apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the minimum cross-sectional area of the primary mixing chamber is from 1 to 15 areas of the minimum nozzle cross-section. 4. Аппарат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что отношение площади минимального сечения вторичной камеры смешения к суммарной площади минимальных сечений первичных камер смешения составляет от 1 до 300. 4. The apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the ratio of the minimum cross-sectional area of the secondary mixing chamber to the total minimum cross-sectional area of the primary mixing chambers is from 1 to 300. 5. Аппарат по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что отношение длин первичной и вторичной камер смешения к диаметрам их минимальных сечений составляет от 0,1 до 500. 5. The apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the ratio of the lengths of the primary and secondary mixing chambers to the diameters of their minimum sections is from 0.1 to 500. 6. Аппарат по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что он содержит, по меньшей мере, одну дополнительную вторичную камеру смешения. 6. The apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it contains at least one additional secondary mixing chamber. 7. Аппарат по п.6, отличающийся тем, что он содержит, по меньшей мере, один дополнительный диффузор. 7. The apparatus according to claim 6, characterized in that it contains at least one additional diffuser.
RU2002118716A 2002-07-15 2002-07-15 Liquid-gas device RU2205994C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002118716A RU2205994C1 (en) 2002-07-15 2002-07-15 Liquid-gas device
AU2003208683A AU2003208683A1 (en) 2002-07-15 2003-02-03 Tiquid/gas jet device
PCT/RU2003/000029 WO2004007971A1 (en) 2002-07-15 2003-02-03 Tiquid/gas jet device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002118716A RU2205994C1 (en) 2002-07-15 2002-07-15 Liquid-gas device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2205994C1 true RU2205994C1 (en) 2003-06-10

Family

ID=29212154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002118716A RU2205994C1 (en) 2002-07-15 2002-07-15 Liquid-gas device

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2003208683A1 (en)
RU (1) RU2205994C1 (en)
WO (1) WO2004007971A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007120069A1 (en) * 2006-04-13 2007-10-25 Genrikh Falkevich Liquid-gas jet device
RU2455532C1 (en) * 2011-01-20 2012-07-10 Виталий Васильевич Сальков Accelerating device
RU2472976C2 (en) * 2011-04-08 2013-01-20 Генрих Семенович Фалькевич Liquid-gas jet device
RU170134U1 (en) * 2016-01-25 2017-04-14 Дмитрий Николаевич Шаманов MULTI-INJECT UNIT

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007052781A1 (en) * 2007-11-02 2009-05-07 Rerum Cognitio Forschungszentrum Gmbh Quasi-isothermal pressure increase process for various working fluids

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2382391A (en) * 1944-01-24 1945-08-14 Berman Philip Eductor
US2632597A (en) * 1949-11-19 1953-03-24 Hydrojet Corp Jet pump
RU2113629C1 (en) * 1997-01-22 1998-06-20 Сергей Анатольевич Попов Liquid-gas jet device
RU2107841C1 (en) * 1997-04-21 1998-03-27 Сергей Анатольевич Попов Liquid-gas device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007120069A1 (en) * 2006-04-13 2007-10-25 Genrikh Falkevich Liquid-gas jet device
RU2455532C1 (en) * 2011-01-20 2012-07-10 Виталий Васильевич Сальков Accelerating device
RU2472976C2 (en) * 2011-04-08 2013-01-20 Генрих Семенович Фалькевич Liquid-gas jet device
RU170134U1 (en) * 2016-01-25 2017-04-14 Дмитрий Николаевич Шаманов MULTI-INJECT UNIT

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004007971A1 (en) 2004-01-22
AU2003208683A1 (en) 2004-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5931643A (en) Fluid jet ejector with primary fluid recirculation means
CA2332924C (en) Differential injector
US8028934B2 (en) Two-substance atomizing nozzle
US4162970A (en) Injectors and their use in gassing liquids
KR20030019346A (en) Differential injector
EA022737B1 (en) Mist generating method and apparatus
US7874546B2 (en) Integrated nano-bubble generating apparatus
EP0140477A1 (en) Air swirl nozzle
RU2205994C1 (en) Liquid-gas device
RU2317450C1 (en) Liquid-gas fluidic apparatus
RU97117774A (en) MULTI-NOZZLE LIQUID-GAS INJECTOR UNIT (OPTIONS)
RU2107841C1 (en) Liquid-gas device
RU2180711C1 (en) Multi-stage jet apparatus
RU2216650C1 (en) Liquid-gas jet apparatus
RU2103561C1 (en) Liquid-vacuum jet device
US6276903B1 (en) Liquid-gas ejector
RU174710U1 (en) Mixing device
RU2472976C2 (en) Liquid-gas jet device
SU876180A1 (en) Centrifugal spray atomizer
SU1504226A1 (en) Apparatus for removing iron from water
GB0217807D0 (en) A gas eductor induced gas floation separator
RU1827441C (en) Multi-stage jet-type pumping unit
RU2115026C1 (en) Liquid-gas jet apparatus
RU2096069C1 (en) Device for gas cleaning
SU1707276A1 (en) Jet device

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A License on use of patent

Effective date: 20070816

QZ4A Changes in the licence of a patent

Effective date: 20070816

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110716