Газовый эжектор

 

(51) 5 F04 FS 14

ОПИСАЯИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Комитет Российской Федерации по натентам и товарным знакам (21) 483351 4/29 (22) 31.05.90 (46) 30.1193 Бюл. Ма 43-44 (71) Казанский авиационный институт имАН. Туполева

{72) Шушин НЛ; Абалаков Г.В. (73) Шушин Николай Александрович; Абалаков Георгий Васильевич (19) RU (11} 2ОО3846С1 (54) ГАЗОВЫЙ ЭЖЕКТОР (57) Использование. в азродинамической технике.

Сущность изобретения: периферийное активное соппо вдува газа установлено на входном конфузорном участке диффузора. Периферийное активное сопло выполнено сверхзвуковым и снабжено тангенциапьным патрубком подвода активной среды. 2 ил.

2003846

20

40

Область применения: аэродинамическая техника, нефтяное и газовое производство, химическая технология, энергетическое оборудование электростанций и другие области, где необходимо окачивать емкости.

Известны эжекторы со сверхзвуковыми соплами активного газа, обладающие высокой степенью сжатия пассивного потока.

Типичные эжекторы имеют сверхзвуковое сопло центрального или периферийного подвода активного газа, камеру смешения и выхлопную систему, состоящую иэ сверхзвукового диффузора. Степень сжатия смеси в эжекторе зависит от эффективности диффузора, которая в известных эжекторах не может быть высокой вследствие существования толстых вязких слоев на границе сверхзвуковой crpybi, истекающей из активного сопла. В месте присоединения границ струи к стенкам диффузора образуются обратные токи, вследствие чего давление в иэобарической камере смешения возрастает, а степень сжатия уменьшается.

Известен газовый эжектор, выбранный в качестве прототипа, в котором во входном участке диффузора установлены звуковые

Ъ сопла. Звуковые сопла соединены с источником питания. Истекающие из сопел струи препятствуют проникновению обратных токов в изобарическую камеру смешения.

Давление в камере смешения снижается, а степень сжатия увеличивается, Недостатком этого устройства является то, что при степени сжатия более трех вдуваемые звуковые ст„уи, ставшие частью вязких слоев, не могут преодолеть положительный перепад давления в диффузоре.

Звуковые струи вдуваются под большим углом к основному потоку, что в сочетании с малым импульсом вдуваемой струи приводит к возникновению в диффузоре пре>кдевременных отрывных течений и, следовательно, к снижению степени сжатия эжектора.

Изобретение решает задачу увеличения степени сжатия эжектора при малых и нулевых коэффициентах эжекции.

Эжектор отличается тем, что во входном участке выхлопного диффузора установлен патрубок, формирующий сопла тангенциального вдува в диффузор.

Суть изобретения в том, что сверхзвуковые вдуваемые струи увеличивают количество движения низконапорного газа в пристенных слоях и затягивают возникно-. вение отрывных течений в диффузоре. Кроме того, вдуваемые струи регулируют горло диффузора газодинамическим способом, что приводит к повышению давления в диффузоре и степени сжатия эжектора, Наиболее полно указанные свойства проявляются в эжекторах со сверхзвуковым соплом при малых значениях коэффициентов эжекции, При правильном сочетании размеров сопел и диффузора достигается резкое увеличение степени сжатия эжектора (в 2...3 раза по сравнению с эжекторами известн ых схем), На фиг.1 приведена схема эжектора; на фиг,2 — схема течения в эжекторе, Зжектор включает в себя форкамеру 1, трубопровод 2, соединяющий форкамеру 1 с форкамерой 6 сопла вдува в диффузор.

Пассивный поток подается в изобарическую камеру смешения 4, расположенную между активным соплом 3 и входом в диффузор.

Вход диффузора образован патрубком, внутренняя поверхность которого имеет форму усеченного конуса с углами 5...12 на сторону. Сверхзвуковое сопла вдувг образовано входным патрубком 5 и внутренней поверхностью цилиндрической части диффузора. Отсасываемый поток подается по трубопроводу 9 в иэобарическую камеру смешения 4. Выхлоп из эжектора осуществляется в атмосферу или емкость (трубопровод). Длина камеры смешения может составлять 0;2...1,5 диаметра среза активного сопла. Число Маха (геометрическое расширение) сопла 3 зависит от отношения давлений в форкамере сопла и давления среды. куда производится выхлоп из эжектора, а также от относительного расхода вдува в диффузор, Сопла вдува и активное сопло 3 могут быть подсоединены к источникам питания с различным полным давлением.

Принцип работы эжектора пояснен на фиг.2. 8 первоначальный момент давление в емкости 10 равно давлению в трубопрово» де 11. В форкамерах сопла вдува и активно- го сопла 3 создают давление. которое больше давления на выходе из эжектора. В сопле 3 образуется отрывное течение с вязкими границами. В камере 4 происходит подсос пассивного газа вязкими слоями.

Вдуваемые струи на этом режиме оказывают эжектирующее воздействие на входящий в диффузор поток. Постепенно давление в откачиваемой емкости и камере 4 уменьшается, а сопло 3 переходит на режим истечения, близкий .к расчетному. Вдуваемые в диффузор струи переходят на режим истечения с некоторым недорасширением, поджимая основной поток. 8 результате статическое давление в диффузоре повышается в 2...3 раза больше, чем в прямом скачке уплотнения. Повышение давления

2003846 возрастает с увеличением числа Маха активного потока и относительного расхода вдуаа в диффузор. Отношение давлений на эжекторе, напротив, может быть уменьшено в

2...4 раза по сравнению с эжектором, в ко- 5 тором применен диффузор без тангенциального адуве.

Технико-экономические преимущества данного эжектора сводятся к следующему.

При одинаковых отношениях давлений на 10 эжекторе данный эжектор имеет более выФормула изобретения

ГАЗОВЫЙ ЭЖЕКТОР, содержащий центральное активное сверхзвуковое сопло, патрубок подвода пассивной среды, изобарическую камеру смешения, выхлопной диффузор периферийное активное со 20 сокую степень сжатия. По степени сжатия эжектор с тангенциальным вдувом в диффузор сравним с двухступенчатым эжектором, но имеет меньшие габариты и большую экономичность, Предпочтительна область применения там, где существуют ниэконапорные источники сжатых газов. (56) Авторское свидетельство СССР

М 521403, кл. F 04 F 5/16, 1975. пло вдува газа, установленное на входном конфузорном участке последнего, и патрубки подвода активного газа, отличающийся тем, что периферийное активное сапло вдува выполнено сверхзвуковым и снабжено тангенциальным патрубком подвода активной среды.

2003846

Составитель Н,Шушин

Редактор Н.Цалихина Техред M,Mîðãåíòàë Корректор Л.Филь

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Заказ 3316

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101