RU6853U1 - Струйный аппарат - Google Patents

Abstract

1. Струйный аппарат, содержащий корпус и размещенные в нем последовательно и соосно: сопло для подвода активной (газообразной) среды и сопло с патрубком на входе для подвода пассивной (жидкой) среды, камеру смешения и диффузор с горловиной на входе, установленный в камере расширения, снабженной патрубком с разгрузочным клапаном, отличающийся тем, что он снабжен инжектором, тепловой трубой с теплоносителем и патрубком для подвода охлажденного теплоносителя, тангенциально введенным в камеру расширения, где вход инжектора по пассивной среде подключен к камере расширения, выход - к патрубку для подвода пассивной среды аппарата, тангенциально введенным в корпус, а один конец тепловой трубы размещен в патрубке для подвода пассивной среды, другой в горловине диффузора.2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что сопло для подвода активной среды состоит из корпуса и размещенного внутри него с зазором цилиндрического коллектора, причем на выходе сопла корпус имеет ряд(ы) отверстий, расположенных по окружности, а коллектор на входе имеет проходное отверстие и ряд отверстий, расположенных по окружности и сообщающихся с пространством, образованном зазором между корпусом и коллектором.

Description

Струйный аппарат.

Техническое решение относится к энергетике, гидравлике, преимущественно к струйной технике для приготовления гомогенных бмесей, транспортировке различных сред и может быть использовано в теплоэнергетике (котельные установки), машиностроительной, пищевой, фармацевтической промышленностях, транспорте и в сельском хозяйстве.

Известны струйные аппараты 11, принципиальной особенностью которых является повышение давления инжектируемого потока без непосредственной затраты механической энергии.

В известных аппаратах осуществляют процесс инжекции, заключакщийся в передаче кинетической энергии одного дозвукового потока другому потоку путем непосредственного контакта (смешение). При этом происходит сначала преобразование потенциальной энергии

и теплоты в кинетическую энергию. В процессе движения через проточную часть струйного аппарата происходит выравнивание скоростей смешиваемых потоков, а затем обратное преобразование кинетической энергии смешанного потока с дозвуковой скоростью в потенциальную энергию или теплоту. Основными элементами струйного аппарата являются последовательно расположенные по оси рабочее сопло, приемная камера, камера смешения, диффузор. Потоки рабочей активной среды С пар, жидкость под давлением, сжатый воздух) и инжектируемой пассивной среды (жидкость, газ, дисперсный твердый

КЛ.МКИ5 F04F 5/02

материал) поступают в камеру смешения, где происходит выравнивание скоростей, сопровождающееся, как правило, повышением давления. Из камеры смешения поток поступает в ди(М)узор, где происходит дальнейший рост давления. Давление смешанного потока на выходе из диффузора выше давления инжектируемого потока, поступанхцего в приемную камеру.

Недостатком известного струйного аппарата является невозможность получения на выходе из аппарата давления и температуры смешанного потока, превышающих зти параметры в рабочем и инжектируемом потоках.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является струйный аппарат, описанный в 2. В известном техническом решении в струйный аппарат в активное и пассивное сопла подают с дозвуковой скоростью активную и пассивную среды, смешивают среды в конической камере смешения с формированием двухфазной смеси, с разгоном смеси до звуковой скорости, а потом в каме е расширения - до сверхзвуковой скорости, организуют скачок уплотнения на входе горловины ди(М)узора для торможения смеси с

соответствующим ростом статического давления после скачка уплотнения и преобразованием потока в однофазный, статическое давление в скачке уплотнения должно быть меньше полусуммы давления т-орможения после скачка уплотнения и статического давления перед скачком уплотнения, а диаметр горловины равен от 1 до 3 гидравлических диаметров выходного сечения камеры смешения.

К недостаткам известного технического решения можно отнести ограниченные возможности: - поддержания пониженного по отношению к окружающей среде статического давления в зоне истечения камеры расширения

-снижения и стабилизации скорости звука образовавшейся двухфазной смеси сред:

-добавочные энергетические затраты и технологические требования для снижения значимости отмеченных выше недостатков.

Технический результат предполагаемого решения заключается в

повышении экономической и энергетической эффективности, а также

надежности установления и поддержания сверхзвуковой скорости

формированной двухфазной смеси сред при снижении ее скорости звука.

Технический результат достигается тем, что тепло и/или массу от сверхзвукового потока отводят посредством инжектирования его из камеры расширения активной средой и подачей образовавшейся двухфазной смеси в дозвуковой пассивный поток, причем как вариант тепло от сверхзвукового потока отводят тепловой трубой посредством вскипания промежуточного теплоносителя и конденсацией его в зоне пассивной среды, кроме того в камеру расширения тангенциально вводят охлажденный теплоноситель, а активную и пассивную среды смешивакл- двухступенчато с тангенциальным вводом пассивной среды. Для этого струйный аппарат, содержащий корпус и размешенные в нем последовательно и соосно: сопло для подвода активной С газообразной) среды и сопло с патрубком на еходе для подвода пассивной (жидкой) среды, камеру смешения и дис Фузор с циллиндрической горловиной на входе, установленный в камере расширения, снабженной патрубком с разгрузочным клапаном, снабжен инжектором, тепловой трубой с теплоносителем и патрубком для подвода охлажденного теплоносителя, тангенциально введенным в

камеру расширения, где вход инжектора по пассивной среде подключен к камере расширения, выход - к патрубку для подвода пассивной среды аппарата, тангенциально введенным в корпус, а один конец тепловой трубы размещен в патрубке для подвода пассивной среды, другой - в горловине диффузора. Кроме того, сопло для подвода активной среды состоит из корпуса и размещенного внутри его с зазором циллиндрического коллектора,

причем на выходе сопла корпус имеет рядСы) отверстий, расположенных по окружности и выполненных под острым углом по ходу потока активной среды, а коллектор на входе имеет проходное отверстие и ряд отверстий, расположенных по окружности и сообщающихся с пространством, образованном зазором между корпусом и коллектором.

На фиг. 1 представлен в разрезе струйный аппарат, а на фиг.2 разрез аппарата по А-А.

Струйный аппарат содержит корпус 1, сопло для подвода активной С газообразной) среды, состоящее из корпуса 2 и размещенного внутри его с зазором циллиндрического коллектора 3, сопло с патрубком 4 на входе для подвода пассивной С жидкой) среды, камеру смещения 5, диффузор 6 с горловиной 7 на входе, установленный в камере расширения 8, снабженной патрубком 9, с разгрузочным клапаном 10, инжектор 11, тепловую трубу 12 с теплоносителем, патрубок 13 для подвода охлажденного теплоносителя, тангенциально введенный в камеру расщирения, где вход инжектора по пассивной среде подключен к камере расширения, выход к патрубку для подвода пассивной среды аппарата, тангенциально введенным в корпус, а один конец 14 тепловой трубы 12 размещен в патрубке 4 для подвода пассивной среды, другой 15 - в горловине ди(М)Узора 6.

Струйный аппарат работает следующим образом. В камеру смешения 5 через сопло для подвода активной среды С газообразной, например, насыщенный водяной пар с давлением 6 ати) и сопло с патрубком 4 для подвода пассивной среды (жидкой, например, вода с давлением 1 ати и температурой 40 градС) с дозвуковой С для отдельно взятой среды) скоростью по направлению, указанному на рис. 1 стрелками, подают исходные среды, где они, перемещаясь по .оси аппарата, смещиваются. Причем в результате конструктивной особенности сопла для подвода активной среды смешение начинается непосредственно в пространстве, образованном корпусом 2 сопла и размещенным в нем циллиндрическим коллектором 3, куда через отверстия в коллекторе и корпусе сопла поступают соответственно активная и пассивная среды, что на первой стадии смешивания интенсифицирует тепломассообмен между ними, диспергирование, начальные условия для разгона до сверхзвуковых скоростей двухфазной смеси, образующейся по мере перемещения сред в камере 5 смешения. При поступлении в камеру 8 расширения двухфазная смесь

разгоняется до сверхзвуковой скорости, где происходит скачок уплотнения при входе в циллиндрическую горловину 7 и торможение смеси с одновременным ростом статического давления и преобразованием потока в диффузоре 6 в однофазный. При этом для понижения скорости звука образующейся двухфазной смеси сред давление среды, окружающей поток в камере 8 расширения снижается благодаря: - отводу массы преобразующегося в однофазный поток и содержащегося в нем тепла посредством инжектирования активной средой в инжекторе 11 и подачей отводимого потока в дозвуковой пассивный поток в патрубок 4 подвода в аппарат пассивной среды;

-периферийному тангенциальному по отношению к потоку подводу охлажденного теплоносителя (пассивного - воды) по трубопроводу 13, созданщему давление ниже атмосферного;

-отводу тепла с реализацией теплового э(Мекта посредством передачи тепла из камеры 8 расширения в патрубок 4 тепловой трубой. 12.

В результате снигкения скорости звука образующейся двухфазной смеси САсм 4-6 м/с) и соответствующего повьш ения числа Маха СМ 10-12) образуется скачок уплотнения для торможения смеси с ростом статического давления преобразуйтегося в однофазный жидкостный поток с рабочими параметрами; давление 7-9 ати, температура 70-110 град. С. Таким образом достигается повышение экономической и энергетической эффективности, а также надежности установления и поддержания сверхзвуковой скорости сформированной двухфазной смеси сред при снижении ее скорости звука. Генеральный директор ЗАО Триумф Авторы; / СМ. Н. Гаевой) x3w t.,/ А. J. Шелыгин) С Н. В. французов) . Н.Шушарин)

Claims (2)

1. Струйный аппарат, содержащий корпус и размещенные в нем последовательно и соосно: сопло для подвода активной (газообразной) среды и сопло с патрубком на входе для подвода пассивной (жидкой) среды, камеру смешения и диффузор с горловиной на входе, установленный в камере расширения, снабженной патрубком с разгрузочным клапаном, отличающийся тем, что он снабжен инжектором, тепловой трубой с теплоносителем и патрубком для подвода охлажденного теплоносителя, тангенциально введенным в камеру расширения, где вход инжектора по пассивной среде подключен к камере расширения, выход - к патрубку для подвода пассивной среды аппарата, тангенциально введенным в корпус, а один конец тепловой трубы размещен в патрубке для подвода пассивной среды, другой в горловине диффузора.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что сопло для подвода активной среды состоит из корпуса и размещенного внутри него с зазором цилиндрического коллектора, причем на выходе сопла корпус имеет ряд(ы) отверстий, расположенных по окружности, а коллектор на входе имеет проходное отверстие и ряд отверстий, расположенных по окружности и сообщающихся с пространством, образованном зазором между корпусом и коллектором.