RU2209350C1 - Ejector and method of its operation - Google Patents
Ejector and method of its operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2209350C1 RU2209350C1 RU2002123388/12A RU2002123388A RU2209350C1 RU 2209350 C1 RU2209350 C1 RU 2209350C1 RU 2002123388/12 A RU2002123388/12 A RU 2002123388/12A RU 2002123388 A RU2002123388 A RU 2002123388A RU 2209350 C1 RU2209350 C1 RU 2209350C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- liquid
- ejector
- gas
- mixing chamber
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области процессов и аппаратов, преимущественно к жидкостно-газовым эжекторам, и может быть использовано в процессах, где происходит контакт жидкости с газом, и в частности, для гомогенизации, водоподготовки, мокрой очистки газов, кондиционирования воздуха и для создания компактных диффузионных аппаратов. The invention relates to the field of processes and apparatuses, mainly to liquid-gas ejectors, and can be used in processes where liquid-gas contact occurs, and in particular, for homogenization, water treatment, wet gas purification, air conditioning, and for creating compact diffusion apparatuses .
В аппаратах рассматриваемого типа (диффузионные аппараты) поверхность фазового контакта многократно возрастает при вихреобразовании, при этом жидкость может растягиваться в очень тонкие пленки с образованием пены, вследствие чего происходит сильное увеличение интенсивности процессов массо- и теплообмена по сравнению с другими аппаратами. Однако в большинстве известных аппаратов эта задача решается за счет увеличения скорости газа или жидкости, что ведет к неоправданным затратам энергии и, самое главное, не обеспечивает гарантированного дробления жидкости до субмикронных размеров и интенсивного перемешивания раздробленной жидкости и газовой фазы. In devices of the type under consideration (diffusion devices), the phase contact surface increases many times during vortex formation, while the liquid can stretch into very thin films with the formation of foam, as a result of which there is a strong increase in the intensity of mass and heat transfer processes compared to other devices. However, in most known devices this problem is solved by increasing the speed of a gas or liquid, which leads to unjustified energy costs and, most importantly, does not provide guaranteed crushing of the liquid to submicron sizes and intensive mixing of the crushed liquid and gas phase.
Следует особо отметить, что двухфазная газожидкостная смесь является сжимаемой средой со своими специфическими свойствами. В частности, двухфазная скорость звука в такой смеси при изоэнтропическом изменении состояния определяется уравнением aс=(dp/dr)s=const, где s - энтропия. Отсюда следует, что в отличие от идеального газа, скорость звука в двухфазной системе заданного состава зависит от температуры, удельного веса и давления.It should be noted that a two-phase gas-liquid mixture is a compressible medium with its own specific properties. In particular, the two-phase speed of sound in such a mixture with an isentropic change of state is determined by the equation a c = (dp / dr) s = const , where s is the entropy. It follows that, unlike an ideal gas, the speed of sound in a two-phase system of a given composition depends on temperature, specific gravity and pressure.
Превращение двух дозвуковых потоков в сверхзвуковой поток двухфазной смеси может происходить в результате резкого уменьшения скорости звука в процессе образования смеси. The transformation of two subsonic flows into a supersonic flow of a two-phase mixture can occur as a result of a sharp decrease in the speed of sound during the formation of the mixture.
Для реализации этого эффекта предпринимаются попытки создать аппараты определенной геометрии. To implement this effect, attempts are being made to create devices of a certain geometry.
Известен жидкостно-газовый эжектор, содержащий приемную камеру, распределительную камеру, камеру смешения, диффузоры, сопла и сбросную камеру, при этом установлена определенная зависимость между площадью наименьшего проходного сечения камеры смешения и параметрами работы сопла эжектора - давлением жидкой среды на вход в сопло и расходом жидкой среды через сопло. При этом был определен расчетный коэффициент, величина которого, в свою очередь, зависит от достигаемого при работе эжектора отношения давления жидкости на входе в сопло к давлению на выходе из камеры смешения [1]. Known liquid-gas ejector containing a receiving chamber, a distribution chamber, a mixing chamber, diffusers, nozzles and a discharge chamber, while a certain relationship has been established between the area of the smallest flow area of the mixing chamber and the parameters of the ejector nozzle — the pressure of the liquid medium at the entrance to the nozzle and the flow rate liquid medium through a nozzle. In this case, the calculated coefficient was determined, the value of which, in turn, depends on the ratio of the liquid pressure at the inlet to the nozzle and the pressure at the outlet of the mixing chamber achieved during ejector operation [1].
Однако для реализации данного изобретения в режиме сверхзвука необходимы очень высокие давления, а с обычными насосами такой эжектор будет работать только на дозвуковых режимах. However, for the implementation of this invention in supersonic mode, very high pressures are required, and with conventional pumps such an ejector will work only in subsonic modes.
Известен жидкостно-газовый эжектор, содержащий сопло и камеру смешения, кроме того, эжектор снабжен камерой преобразования сверхзвукового потока, подключенной со стороны входа в нее к выходу камеры смешения, при этом камера преобразования сверхзвукового потока выполнена в виде скачкообразно расширяющегося по ходу потока канала, а площадь поперечного сечения камеры преобразования сверхзвукового потока в зоне ее расширения составляет от 1,01 до 28,0 площадей наименьшего проходного сечения камеры смешения [2]. Known liquid-gas ejector containing a nozzle and a mixing chamber, in addition, the ejector is equipped with a supersonic flow conversion chamber connected from the input side to the output of the mixing chamber, while the supersonic flow conversion chamber is made in the form of a channel expanding in a stepwise manner, and the cross-sectional area of the supersonic flow conversion chamber in the expansion zone is from 1.01 to 28.0 of the smallest flow area of the mixing chamber [2].
Недостатком известного эжектора является необходимость в расширении проходной площади канала, что ведет к росту потерь давления в системе скачков уплотнений. A disadvantage of the known ejector is the need to expand the passage area of the channel, which leads to an increase in pressure loss in the system of shock waves.
Наиболее близким к предложенному является эжектор, содержащий корпус с патрубками подвода жидкости и газа, камеру смешения, конфузор, многосопловую насадку с числом стволов более десяти, диффузор. Closest to the proposed one is an ejector containing a housing with nozzles for supplying liquid and gas, a mixing chamber, a confuser, a multi-nozzle nozzle with more than ten barrels, a diffuser.
Эжектор работает в качестве смесителя с реализацией эффекта образования двухфазной сверхзвуковой смеси и воздействия на нее скачков уплотнения. При этом, перемешивание воды с газом осуществляют при относительной объемной концентрации смеси 0,35-0,65 путем ее разгона до сверхзвуковой скорости и поддержании давления в камере смешения эжектора в диапазоне 0,2-0,4 ата и обеспечении давления на выходе из эжектора меньше 0,14 МПа [3]. The ejector works as a mixer with the realization of the effect of the formation of a two-phase supersonic mixture and the effect of compaction shocks on it. At the same time, the mixing of water with gas is carried out at a relative volume concentration of the mixture of 0.35-0.65 by accelerating it to supersonic speed and maintaining the pressure in the mixing chamber of the ejector in the range of 0.2-0.4 ata and providing pressure at the outlet of the ejector less than 0.14 MPa [3].
Недостатком известного эжектора, как следует из описания, являются ограничения по относительной объемной концентрации смеси, давлению в камере смешения и давлению смеси на выходе из эжектора, связанные с появлением пульсаций давления в камере смешения. Это происходит из-за недостатков конструкции эжектора, заключающихся в том, что камера смешения эжектора имеет недостаточную длину и ее площадь превосходит суммарную площадь жидкостных струй более чем в 6 раз. A disadvantage of the known ejector, as follows from the description, is the limitation on the relative volume concentration of the mixture, the pressure in the mixing chamber and the pressure of the mixture at the outlet of the ejector, associated with the appearance of pressure pulsations in the mixing chamber. This is due to the design flaws of the ejector, namely, that the mixing chamber of the ejector is of insufficient length and its area exceeds the total area of the liquid jets by more than 6 times.
Наиболее близким по способу работы можно считать изобретение, предусматривающее подвод жидкой рабочей среды под напором в сопло жидкостно-газового струйного аппарата, формирование в сопле потока рабочей среды с последующим ее истечением из сопла, откачкой за счет этого газообразной среды и образованием в струйном аппарате газожидкостной смеси, при этом газожидкостную смесь из струйного аппарата подают в струйный преобразователь, где сначала поток газожидкостной смеси за счет его расширения преобразуют в сверхзвуковой газожидкостный поток, а затем сверхзвуковой газожидкостный поток тормозят в профилированной проточной части преобразователя с формированием скачка давления и частичным преобразованием в последнем кинетической энергии газожидкостного потока в потенциальную энергию давления, после чего из профилированной проточной части преобразователя газожидкостный поток подают в сепаратор, где газожидкостный поток разделяют на сжатый газ и жидкую рабочую среду [4]. The closest to the method of operation can be considered an invention that provides for the supply of a liquid working medium under pressure into the nozzle of a liquid-gas jet apparatus, the formation of a working medium stream in the nozzle with its subsequent outflow from the nozzle, evacuation of the gaseous medium and formation of a gas-liquid mixture in the jet apparatus while the gas-liquid mixture from the jet apparatus is fed into the jet converter, where at first the flow of the gas-liquid mixture due to its expansion is converted into a supersonic gas-liquid the flow, and then the supersonic gas-liquid flow, is inhibited in the profiled flow part of the transducer with the formation of a pressure jump and partial conversion in the latter of the kinetic energy of the gas-liquid flow into potential pressure energy, after which the gas-liquid flow is supplied to the separator from the profiled flow part of the transducer, where the gas-liquid flow is divided into a compressed gas and liquid working medium [4].
Однако реализация известного способа приводит к потерям в скачке уплотнения и делает расширение потока смеси энергетически невыгодным. However, the implementation of the known method leads to losses in the shock wave and makes the expansion of the flow of the mixture energetically disadvantageous.
Задачей настоящего изобретения является создание эжектора и разработка способа его работы, позволяющего при невысоких энергозатратах и умеренных давлениях повысить качество гомогенизации двухфазной смеси жидкость-газ, и обеспечить сверхзвуковое течение смеси за счет минимизации значения местной скорости звука в двухфазной смеси, а не за счет повышения ее скорости. The present invention is the creation of an ejector and the development of a method of its operation, which allows for low energy consumption and moderate pressures to improve the quality of homogenization of a two-phase liquid-gas mixture and to provide a supersonic flow of the mixture by minimizing the local sound velocity in a two-phase mixture, and not by increasing it speed.
Поставленная задача решается описываемым эжектором, который содержит приемную камеру с патрубком подвода газовой среды и установленной по оси камеры трубкой подвода жидкости с многосопловой насадкой на выходе, конфузор, камеру смешения и диффузор, причем многосопловая насадка установлена так, что сопла равномерно распределены по площади насадки, соответствующей проекции поперечного сечения камеры смешения, при этом соотношение площади поперечного сечения камеры смешения к сумме площадей отверстий сопел составляет (2-6): 1, расстояние между насадкой и камерой смешения составляет (1,0-1,5) диаметра камеры смешения. Предпочтительно, угол раскрытия конфузора составляет 60-120 град. The problem is solved by the described ejector, which contains a receiving chamber with a gas supply pipe and a fluid supply pipe mounted on the chamber axis with a multi-nozzle nozzle at the outlet, a confuser, a mixing chamber and a diffuser, with the multi-nozzle nozzle installed so that the nozzles are evenly distributed over the nozzle area, the corresponding projection of the cross section of the mixing chamber, while the ratio of the cross-sectional area of the mixing chamber to the sum of the areas of the nozzle holes is (2-6): 1, distance m Between the nozzle and the mixing chamber is (1.0-1.5) the diameter of the mixing chamber. Preferably, the opening angle of the confuser is 60-120 degrees.
Предпочтительно, количество сопел в насадке 12-48, а каждое сопло имеет форму усеченного конуса с углом полураскрытия от 30 до 45 град, переходящего в цилиндр, при этом длина цилиндрической части сопла составляет (0,5-2,0) его диаметра. Preferably, the number of nozzles in the nozzle is 12-48, and each nozzle has the shape of a truncated cone with a half-opening angle of 30 to 45 degrees passing into the cylinder, while the length of the cylindrical part of the nozzle is (0.5-2.0) of its diameter.
В одном из вариантов эжектора, усеченный конус сопла в сопловой насадке переходит в цилиндрическую часть по дуге, при этом радиус дуги сопряжения равен от 0,5 до 1,5 диаметра цилиндрической части сопла. In one embodiment of the ejector, the truncated cone of the nozzle in the nozzle nozzle goes into the cylindrical part along the arc, while the radius of the mating arc is from 0.5 to 1.5 of the diameter of the cylindrical part of the nozzle.
Преимущественно, диффузор выполнен расширяющимся по ходу движения потока, при этом площадь его выходного сечения составляет не менее 4 площадей сечения камеры смешивания. Mostly, the diffuser is made expanding in the direction of flow, while the area of its output section is at least 4 cross-sectional areas of the mixing chamber.
В предпочтительном варианте эжектора угол полураскрытия расширяющегося диффузора составляет от 4 до 6 град. In a preferred embodiment of the ejector, the half-opening angle of the expanding diffuser is from 4 to 6 degrees.
В одном из вариантов эжектора между камерой смешения и расширяющимся диффузором дополнительно установлены друг за другом по ходу потока конфузор с углом сужения не более 4,5 град. и цилиндрическая горловина, длина которой равна (1-3) диаметрам камеры смешения при соотношении площади сечения горловины к площади сечения камеры смешения, равном (0,4-0,8):1. In one embodiment of the ejector between the mixing chamber and the expanding diffuser, a confuser with a narrowing angle of not more than 4.5 degrees is additionally installed one after the other along the flow. and a cylindrical neck, the length of which is equal to (1-3) the diameter of the mixing chamber with the ratio of the cross-sectional area of the neck to the cross-sectional area of the mixing chamber equal to (0.4-0.8): 1.
Поставленная задача решается также предложенным способом работы эжектора, включающим подачу жидкости под давлением к многосопловой насадке, безнапорный подвод газовой среды к патрубку эжектора, смешивание в камере смешения жидкости с газовой средой с образованием равновесной двухфазной смеси и вывод смеси через диффузор, причем подачу жидкости осуществляют под давлением, обеспечивающим скорость ее подачи, превышающую скорость звука в образовавшейся двухфазной смеси не менее, чем на 25%, при этом поддерживают массовое отношение расходов газовой среды к жидкости (коэффициент эжекции) не более 0,01. The problem is also solved by the proposed method of operation of the ejector, including the supply of liquid under pressure to the nozzle nozzle, the pressureless supply of the gas medium to the nozzle of the ejector, mixing in the chamber of mixing the liquid with the gas medium with the formation of an equilibrium two-phase mixture and the output of the mixture through the diffuser, and the liquid is supplied under pressure, providing a feed rate exceeding the speed of sound in the resulting two-phase mixture by at least 25%, while maintaining the mass ratio of flow in the gaseous medium to the liquid (ejection coefficient) is not more than 0.01.
Перечень чертежей:
1. Скорость звука в смеси вода-воздух.The list of drawings:
1. The speed of sound in a mixture of water-air.
2. Скорость звука во влажном насыщенном водяном паре. 2. The speed of sound in saturated saturated water vapor.
3. Схема жидкостно-газового эжектора. 3. The scheme of the liquid-gas ejector.
4. Многосопловая насадка (вид сбоку и снизу). 4. Multi nozzle nozzle (side and bottom view).
5. Предпочтительный вариант схемы жидкостно-газового эжектора. 5. The preferred embodiment of a liquid gas ejector scheme.
Скорость звука в конкретных смесях определяют графически, либо расчетным путем, в том числе, известными способами. The speed of sound in specific mixtures is determined graphically or by calculation, including by known methods.
Например: скорость звука в смеси вода-воздух может быть найдена по графику, приведенному на фиг. 1. Здесь aс - скорость звука в двухфазной смеси, Gг и Gж - массовые расходы газа и жидкости соответственно, Рс - давление безнапорного газа и Тс - температура двухфазной смеси. Скорость звука во влажном насыщенном водяном паре может быть найдена по графику, приведенному на фиг. 2. Здесь Х=Мп/(Мж.н+Мп), где Х - паросодержание, Мп и Мж.н - массы пара и воды соответственно, апж - скорость звука во влажном насыщенном паре и t - температура.For example: the speed of sound in a water-air mixture can be found from the graph shown in FIG. 1. Here a c is the speed of sound in a two-phase mixture, G g and G f are the mass flow rates of gas and liquid, respectively, P c is the pressure of the pressureless gas and T c is the temperature of the two-phase mixture. The speed of sound in wet saturated water vapor can be found from the graph shown in FIG. 2. Here X = M p / (M fn + M p ), where X is the vapor content, M p and M fn are the masses of steam and water, respectively, and pzh is the speed of sound in wet saturated steam and t is the temperature .
Аналогично можно использовать фиг.2 для определения скорости звука в системе вода-пар. Скорость звука в двухфазных смесях можно также рассчитать математически (см., например, [5]). Similarly, you can use figure 2 to determine the speed of sound in the water-steam system. The speed of sound in two-phase mixtures can also be calculated mathematically (see, for example, [5]).
Из теории расчета эжекторов известно, что с увеличением площади камеры смешения эжектора увеличивается разница в скоростях между скоростью жидкости и скоростью газопаровой смеси на начальном участке камеры смешения. Увеличение этой разницы ведет к неоправданным энергетическим затратам на увеличение скорости жидкости. С другой стороны уменьшение площади камеры смешения ведет к уменьшению расхода безнапорного газа. Поэтому нами выбрано соотношение площади поперечного сечения камеры смешения к сумме площадей отверстий сопел, равный (2-6):1. При таком соотношении площадей отставание газопаровой смеси от скорости жидкости не превышает 25%, откуда следует, что для гарантированной реализации сверхзвукового течения двухфазной смеси скорость жидкости должна превосходить скорость звука в этой смеси не менее чем на 25%. From the theory of calculation of ejectors, it is known that with an increase in the area of the mixing chamber of the ejector, the difference in the velocities between the liquid velocity and the velocity of the gas-vapor mixture in the initial section of the mixing chamber increases. An increase in this difference leads to unjustified energy costs for increasing the fluid velocity. On the other hand, a decrease in the area of the mixing chamber leads to a decrease in the flow of pressureless gas. Therefore, we have chosen the ratio of the cross-sectional area of the mixing chamber to the sum of the areas of the nozzle holes equal to (2-6): 1. With this ratio of areas, the lag of the gas-vapor mixture from the fluid velocity does not exceed 25%, which implies that for guaranteed realization of the supersonic flow of the two-phase mixture, the fluid velocity should exceed the sound velocity in this mixture by at least 25%.
Вышеизложенная совокупность признаков позволяет реализовать принцип снижения величины местной скорости звука в равновесной двухфазной смеси без повышения скорости самой смеси. Предложенная конструкция эжектора позволяет: варьировать массовым соотношением газа и жидкости в смеси и давлением этой смеси при минимально допустимом давлении жидкости, достаточном для создания сверхзвукового течения со всеми вытекающими последствиями (скачками уплотнений, дроблением жидкости, дегазацией и т.д.). The above set of features allows you to implement the principle of reducing the local speed of sound in an equilibrium two-phase mixture without increasing the speed of the mixture itself. The proposed ejector design allows you to: vary the mass ratio of gas and liquid in the mixture and the pressure of this mixture at the minimum permissible liquid pressure, sufficient to create a supersonic flow with all the ensuing consequences (shock waves, crushing of the liquid, degassing, etc.).
На фиг.3 приведена схема заявленного эжектора, где 1 - приемная камера; 2 - патрубок подвода газовой среды; 3 - трубка подвода жидкости; 4 - многосопловая насадка; 5 - конфузор; 6 - камера смешения; 7 - диффузор. На фиг.4 приведен вид сбоку и снизу на многосопловую насадку, устанавливаемую на трубке подвода жидкости. Figure 3 shows a diagram of the claimed ejector, where 1 is the receiving chamber; 2 - pipe for supplying a gas medium; 3 - fluid supply tube; 4 - multi-nozzle nozzle; 5 - confuser; 6 - mixing chamber; 7 - diffuser. Figure 4 shows a side and bottom view of a multi-nozzle nozzle mounted on the tube for supplying fluid.
Примером реализации предлагаемого способа и устройства для его осуществления может служить эжектор для обезжелезивания воды, в котором к воде подмешивают воздух в максимально возможном количестве (до 3-х объемов воздуха к одному объему воды). Максимальный расход воздуха обеспечивается при атмосферном давлении, поэтому с графика фиг.1 определяем минимальное значение скорости звука водовоздушной смеси при атмосферном давлении (Wmin=25 м/c). Скорость воды в многосопловом насадке должна быть на 25% больше этого значения (Wminx1,25 = 31,25 м/с). По требуемому расходу очищаемой воды и найденному значению скорости в многосопловой насадке определяем суммарную площадь отверстий и соответственно проходные размеры каждого сопла (делением суммарной площади на количество сопел, например 19). Камеру смешения эжектора конструируем так, чтобы ее площадь в 5 раз превосходила суммарную площадь отверстий многосоплового насадка и чтобы она располагалась на расстоянии 1,0 диаметра от соплового насадка. Угол раскрытия конфузора выбираем 90o. Каждое из 19 сопел изготавливаем в форме усеченного конуса с углом полураскрытия 45o, плавно переходящего в цилиндрический канал длиной, равной диаметру этого канала. Выходную площадь диффузора выбираем равной 6 площадям камеры смешения, а угол полураскрытия 6o. Изготовленный таким образом эжектор обеспечивает условия для образования сверхзвуковой двухфазной водовоздушной среды при давлении воды, определяемом по известному соотношению
ΔP = ρW2/2≅0,49 МПa,
где ΔР - перепад давлений; ρ - плотность воды и W - скорость воды.An example of the implementation of the proposed method and device for its implementation can serve as an ejector for deferrization of water, in which air is mixed with water in the maximum possible amount (up to 3 volumes of air to one volume of water). The maximum air flow is ensured at atmospheric pressure, therefore, from the graph of figure 1 we determine the minimum value of the speed of sound of the water-air mixture at atmospheric pressure (W min = 25 m / s). The water velocity in the multi-nozzle nozzle should be 25% higher than this value (W min x1.25 = 31.25 m / s). From the required flow rate of the purified water and the found value of the velocity in the multi-nozzle nozzle, we determine the total area of the holes and, accordingly, the passage sizes of each nozzle (by dividing the total area by the number of nozzles, for example 19). We design the mixing chamber of the ejector so that its area is 5 times greater than the total area of the openings of the multi-nozzle nozzle and that it is located at a distance of 1.0 diameter from the nozzle nozzle. The opening angle of the confuser is chosen 90 o . Each of the 19 nozzles is made in the form of a truncated cone with a half-opening angle of 45 o , smoothly turning into a cylindrical channel with a length equal to the diameter of this channel. The output area of the diffuser is chosen equal to 6 areas of the mixing chamber, and the half-opening angle is 6 o . An ejector made in this way provides the conditions for the formation of a supersonic biphasic water-air medium at a water pressure determined by a known ratio
ΔP = ρW 2 / 2≅0.49 MPa,
where ΔР is the pressure drop; ρ is the density of water and W is the speed of water.
При работе эжектора в скачках уплотнения происходит резкое изменение скорости движения газовой фазы по величине и направлению, а также резкое изменение давления, что приводит к дроблению капель и изменению их формы. Поверхность контакта жидкости и газа возрастает в тысячи раз, что обеспечивает гарантированное перемешивание компонентов жидкой и газообразной сред на субмикронном уровне, и, как следствие, качественную очистку газов от пыли и аэрозолей субмикронных размеров, снижение энергопотребления, уровня шумов и габаритов, повышение автономности и надежности, расширение диапазона. When the ejector is operating in the shock waves, there is a sharp change in the velocity of the gas phase in magnitude and direction, as well as a sharp change in pressure, which leads to crushing of the droplets and a change in their shape. The surface of the liquid and gas contact increases by a factor of thousands, which ensures guaranteed mixing of the components of liquid and gaseous media at the submicron level, and, as a result, high-quality cleaning of gases from dust and aerosols of submicron sizes, reduced energy consumption, noise and dimensions, increased autonomy and reliability range extension.
Эжектор эффективен при обезжелезивании воды за счет 100% использования кислорода воздуха, что не достигается другими устройствами. Для обезжелезивания (см. фиг. 3) атмосферный воздух с давлением 1 ата и очищаемая вода под давлением подводятся к цилиндрической приемной камере - 1 соответственно к патрубку - 2 и по трубке - 3 к многосопловой насадке - 4. Выходящие из многосопловой насадки струи воды имеют скорость, определяемую перепадом давлений на входе в многосопловой насадке (давление жидкости) и выходе из нее (давление воздуха, равное 1 ата). Эти струи смешиваются с окружающим их воздухом и увлекают его из приемной камеры через конфузор - 5 в камеру смешения - 6, где происходит их окончательное перемешивание с образованием двухфазной смеси воды и воздуха. При этом, изменяют давление жидкости так, чтобы ее скорость не менее чем на 25% превосходила значение местной скорости звука в образовавшейся двухфазной смеси, а соотношение массовых расходов воздуха к воде (коэффициент эжекции) не превышало величину 0,01. Образовавшаяся сверхзвуковая двухфазная смесь из камеры смешения поступает в диффузор - 7, обеспечивающий минимизацию потерь давления при ее торможении. За счет резкого увеличения поверхности воды в зоне скачков уплотнений создаются условия для активного взаимодействия кислорода воздуха с водой. После торможения смеси в диффузоре эжектора происходит интенсивная коагуляция водяных капель и они легко отделяются от воздуха, например в баке, промежуточной емкости и т.д. The ejector is effective in iron removal due to 100% use of oxygen in the air, which is not achieved by other devices. For deferrization (see Fig. 3), atmospheric air with a pressure of 1 ata and purified water are supplied under pressure to the cylindrical receiving chamber - 1, respectively, to the nozzle - 2 and through the tube - 3 to the multi-nozzle nozzle - 4. The water jets leaving the multi-nozzle nozzle have the speed determined by the pressure drop at the inlet to the multi-nozzle nozzle (fluid pressure) and out of it (air pressure equal to 1 ata). These jets are mixed with the air surrounding them and carry it from the receiving chamber through the confuser-5 to the mixing chamber-6, where they are finally mixed with the formation of a two-phase mixture of water and air. At the same time, the pressure of the liquid is changed so that its speed is not less than 25% higher than the local speed of sound in the resulting two-phase mixture, and the ratio of the mass flow rate of air to water (ejection coefficient) does not exceed 0.01. The resulting supersonic two-phase mixture from the mixing chamber enters the diffuser - 7, which minimizes pressure loss during its braking. Due to the sharp increase in the surface of the water in the zone of shock waves, conditions are created for the active interaction of oxygen in the air with water. After deceleration of the mixture in the diffuser of the ejector there is an intensive coagulation of water droplets and they are easily separated from the air, for example in a tank, an intermediate tank, etc.
На фиг. 5 представлена схема другого, более предпочтительного варианта эжектора, который содержит: 1 - приемную камеру, 2 - патрубок подвода газовой среды, 3 - трубок подвода жидкости, 4 - многосопловую насадку, 5 - конфузор, 6 - камеру смешения, 8 - конфузор, 9 - горловину, 7 - диффузор. In FIG. 5 is a diagram of another, more preferred embodiment of the ejector, which contains: 1 - a receiving chamber, 2 - a pipe for supplying a gas medium, 3 - pipes for supplying a liquid, 4 - a multi-nozzle nozzle, 5 - a confuser, 6 - a mixing chamber, 8 - a confuser, 9 - neck, 7 - diffuser.
Такой эжектор предпочтительнее, например, при умягчении воды, когда перекрывается подача воздуха к эжектору. При этом в приемной камере эжектора достигается максимально возможное разрежение, начинается вскипание растворенного в воде углекислого газа ("холодное кипение") с реакцией образования нерастворимых солей кальция и магния, которые удаляются фильтрованием. В этом случае установка после камеры смешения дополнительного сужающегося участка с горловиной и расширяющимся диффузором (т.н. сверхзвукового диффузора) позволяют достичь более полной минимизации потерь давления при торможении потока (более полного восстановления давления в эжекторе). Such an ejector is preferable, for example, when softening water, when the air supply to the ejector is shut off. At the same time, the maximum possible vacuum is achieved in the receiving chamber of the ejector, carbon dioxide dissolved in water (“cold boiling”) begins to boil with the reaction of the formation of insoluble salts of calcium and magnesium, which are removed by filtration. In this case, the installation after the mixing chamber of an additional tapering section with a neck and an expanding diffuser (the so-called supersonic diffuser) allows to achieve a more complete minimization of pressure loss during flow inhibition (more complete restoration of pressure in the ejector).
Предложенное изобретение может быть реализовано при создании смесителей, сорбционных аппаратов с поверхностью контакта жидкости и газа, образующейся в процессе работы, мокрых очистителей газов от пыли и аэрозолей. Эжекторы можно использовать для гомогенизации, водоподготовки, декарбонизации обезжелезивания и обеззараживания воды, стабилизации смешанных растворов, а также при создании бытовых и промышленных пылесосов, кондиционеров и т.п. The proposed invention can be implemented when creating mixers, sorption apparatus with the contact surface of the liquid and gas formed in the process, wet gas purifiers from dust and aerosols. Ejectors can be used for homogenization, water treatment, decarbonization of iron removal and disinfection of water, stabilization of mixed solutions, as well as for the creation of domestic and industrial vacuum cleaners, air conditioners, etc.
Источники информации
1. Патент RU, 2142070, 1998.Sources of information
1. Patent RU, 2142070, 1998.
2. Патент RU 2133884, 1999. 2. Patent RU 2133884, 1999.
3. Патент RU 2034799, 1995. 3. Patent RU 2034799, 1995.
4. Патент RU 2124147, 1998. 4. Patent RU 2124147, 1998.
5. Ю. Н. Васильев "Теория двухфазного газожидкостного эжектора с цилиндрической камерой смешения". Лопаточные машины и струйные аппараты. Сб., вып. 5. - М.: Машиностроение, 1971 г. 5. Yu. N. Vasiliev "Theory of a two-phase gas-liquid ejector with a cylindrical mixing chamber". Spade machines and inkjet devices. Sat, vol. 5. - M .: Engineering, 1971
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002123388/12A RU2209350C1 (en) | 2002-09-02 | 2002-09-02 | Ejector and method of its operation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002123388/12A RU2209350C1 (en) | 2002-09-02 | 2002-09-02 | Ejector and method of its operation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2209350C1 true RU2209350C1 (en) | 2003-07-27 |
Family
ID=29212248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002123388/12A RU2209350C1 (en) | 2002-09-02 | 2002-09-02 | Ejector and method of its operation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2209350C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2561555C1 (en) * | 2014-05-07 | 2015-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Fluid-pneumatic ejector |
| RU2619622C1 (en) * | 2015-11-20 | 2017-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Method of fine clay material producing |
| WO2021029780A1 (en) * | 2019-08-14 | 2021-02-18 | Александр Геннадьевич КОЗЛОВ | Method and device for saturating a product with carbon dioxide |
| RU2800452C1 (en) * | 2022-10-28 | 2023-07-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Liquid dispersion method and device for its implementation |
-
2002
- 2002-09-02 RU RU2002123388/12A patent/RU2209350C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ю.Н.ВАСИЛЬЕВ. Теория двухфазного газожидкостного эжектора с цилиндрической камерой смешения. Лопаточные машины и струйные аппараты. Сборник. вып.5. - М.: Машиностроение, 1971. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2561555C1 (en) * | 2014-05-07 | 2015-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Fluid-pneumatic ejector |
| RU2619622C1 (en) * | 2015-11-20 | 2017-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Method of fine clay material producing |
| WO2021029780A1 (en) * | 2019-08-14 | 2021-02-18 | Александр Геннадьевич КОЗЛОВ | Method and device for saturating a product with carbon dioxide |
| RU2800452C1 (en) * | 2022-10-28 | 2023-07-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Liquid dispersion method and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20080099410A1 (en) | Liquid treatment apparatus and methods | |
| KR101467150B1 (en) | Apparatus for generating micro bubbles of static line type with blocking-protection | |
| RU2209350C1 (en) | Ejector and method of its operation | |
| CN113385137B (en) | Three-stage cavitation generator with composite structure | |
| RU2142074C1 (en) | Pump-ejector compressor plant (versions) | |
| US6224042B1 (en) | Liquid-gas ejector | |
| JP4232490B2 (en) | Deaerator | |
| RU2737273C1 (en) | Volkov's cavitation aerator | |
| RU2124147C1 (en) | Method of operation of pump-ejector plant and plant for realization of this method | |
| WO1999028633A1 (en) | Gas and fluid jet apparatus | |
| RU2142072C1 (en) | Liquid-and-gas ejector | |
| RU2576056C2 (en) | Mass-transfer apparatus | |
| RU2142070C1 (en) | Liquid and-gas ejector | |
| RU2103561C1 (en) | Liquid-vacuum jet device | |
| JP2001246363A (en) | Degasifier | |
| KR101275229B1 (en) | Minute an air bubble generation device | |
| EP3991832B1 (en) | A system and a method for producing a liquid with gas bubbles | |
| RU2159684C1 (en) | Device for dispersing of liquid | |
| RU97117775A (en) | METHOD OF WORK OF PUMP-EJECTOR INSTALLATION AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| JP2003001009A (en) | Apparatus for removing dissolved oxygen | |
| RU2454265C1 (en) | Method of cleaning fluid from dissolved and dispersed dirt and device to this end | |
| RU2272678C2 (en) | Nozzle assembly | |
| RU2627369C1 (en) | Method of liquid degasation and device for its implementation | |
| RU2000116456A (en) | METHOD FOR CONTINUOUS STEAM SUPPLY TO A WATER HIGHWAY AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| RU2027917C1 (en) | Method of mixing and compressing media in jet apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20070521 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100903 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130827 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140903 |