Инжектор-конденсатор для разгона жидкости

 

г

О П" И С А Н И Е «»1 553364

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (G1) Дополнительное к авт. свид-ву 269365 (22) Заявлено 19.09.75 (21) 2172832/06 (51) М. Кл. Г 04F 5/14

F 28В 3/04 с присоединением заявки №

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и Открытий

Опубликовано 05.04.77. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 27.04.77 (53) УДК 621.8.036:

:620,93 (088.8) (72) Авторы изобретения В. И. Кабаков и С. В. Теплов (71) Заявитель Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г. М. Кржижановского (54) ИНЖЕКТОР-КОНДЕНСАТОР ДЛЯ РАЗГОНА ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к паротурбостроению и, в частности, к струйным конденсаторам и инжекторам, в которых осуществляется преобразование тепловой энергии в механическую энергию потока жидкости.

Известны конструкции струйных эжекторных конденсаторов, содержащих вертикальные жидкостные сопла, распределительные кольцевые конусы для подвода пара, камеру смешения и диффузор, в которых к струям жидкости пар подводят через последовательный ряд распределительных конусов (1). В конденсаторе пар конденсируется и на выходе из диффузора смесь воды, конденсата и воздуха имеет давление, лишь немного превышающее атмосферное. В указанном струйном конденсаторе осуществляется многоступенчатый процесс смешения, приводящий к снижен и ю потер ь.

Однако недостатками его являются вертикальное расположение, отсутствие оптимального количества распределительных конусов и наличие воздуха в жидкости, выходящей из аппа|рата. Данный конденсатор обеспечивает невысокое противодавление и обладает низкой эффективностью.

По основному авт. св. № 269365 известен также инжектор — конденсатор, содержащий

Сопло, камеру смешения и устройства для подачи конденспрующей жидкости в сечения рабочего канала P2).

В этом инжекторе часть указанных устройств установлена в расширяющейся части

5 сопла во второй половине его длины, считая от горловины сопла, н имеет проходные сечения, обеспечивающие подачу в сопло 0,2 — 0,3 части всей жидкости. В инжекторе происходит смешение парожидкостного потока и жидко10 сти, имеющих разные скорости н температуры.

При подводе части жидкости в сопло снижаются ударные потери от смешения потоков с разными скоростями. Указанный инжектор позволяет без увеличения размеров несколько

15 повысить к. п. д.

Недостаток этого инжектора — конденсатора заключается в том, что при одинаковой температуре жидкостей, подводимых в сопло и в камеру смешения, разность между температу20 рами парожпдкостного потока в сечениях подвода и температурой жидкости высока. Это приводит к необратимым потерям энергии при см ешени и.

Целью изобретения является повышение

25 эффективности инжектора путем снижения указанных потерь.

Это достигается тем, что сопло заключено в соосный с ним кожух, полость между кожухом и соплом со стороны расширяющейся части

30 последнего подключена к водоподводящему

553364

3 патрубку, а со стороны суживающейся части— к устройству для подачи жидкости в сопло.

11ричем соотношение длины участка кожуха, охватывающего расширяющуюся часть сопла к длине этой части составляет / — /з.

1-1а чертеже изображен предлагаемый инжектор, общий вид.

Инжектор содержит водоподводящпй патрубок 1 для ввода части конденсирующей жидкости, кожух 2 и паровое сопло 3. Выходной патрубок 4 из полости, расположенной между паровым соплом и соосным с ним кожухом, подключен к устройству 5 для подачи жидкости в сопло. основная часть конденсирующей жидкости через устройства 6 подводится в камеру смешения 7.

11нжек ор работает следующим образом.

llap поступает в сопло 3, где он получает ускорение. Часть жидкости через водоподводящий патрубок 1 вводится в полость между кожухом 2 и соплом 3 со стороны расширяющейся части сопла. жидкость в полости движется противоточно паровому потоку в сопле и нагревается. Затем через патрубок 4, расположенный со стороны суживающейся части сопла 3, и устройства 5 нагретая жидкость подводится в сопло во второй половине его расширяющейся части и разгоняется паром.

Длина кожуха в расширяющейся части сопла составляет /z — /з длины последней. Это обусловлено тем, что при длине, большей /a длины этой части, кожух будет перекрывать устройство 5 для подвода жидкости в сопла, а при длине, меньшей / указанной длины, не обеспечивается необходимый нагрев жидкости.

После подвода основного количества жидкости через устройства 6, в камере смешения

7 продолжается разгон жидкости паром и конденсация последнего, которые завершаются при скачке давления, происходящем на выходе из камеры смешения — в участке постоянного сечения. После дополнительного повышения давления в диффузоре жидкость на выходе из инжектора имеет давление, существенно превышающее входные давления пара и жидкости.

Нагрев жидкости в полости между кожухом и соплом происходит за счет охлаждения последнего. Охлаждение сопла, как и впрыск в него жидкости до полного расширения пара, приводит к дополнительным потерям и снижению показателей сопла. Однако выигрыш от снижения потерь на смешение в инжекторе оказывается больше этих дополнительных по5 терь в сопле, и эффективность всего инжектора возрастает.

Снижение потерь на смешение происходит потому, что при охлаждении сопла и подводе в него нагретой жидкости прежде всего сни10 жаются скорости парожидкостного потока в сечениях подвода жидкости и, соответственно, разности скоростей смешиваемых потоков.

Кроме того, разности между температурами этого потока и температурами жидкости в

15 указанных сечениях также снижаются. При этом температура потока в сечении подвода жидкости в сопло выше температуры нагретой впрыскиваемой жидкости на 10 — 20 С. В результате потери от смешения пара и жидко20 сти с разными скоростями и температурами в сопле понижаются и улучшается работа инжектора по сравнению с инжектором, известным по основному авторскому свидетельству.

Таким образом, использование кожуха и

25 подвод в сопло нагретой жидкости снижают потери на смешение как в сопле, так и в камере смешения, в результате чего коэффициент полезного действия инжектора возрастает.

Формула изобретения

1. Инжектор — конденсатор для разгона жидкости по авт. св. № 269365, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения экономичности, сопло заключено в соосный с ним

35 кожух, полость между кожухом и соплом со стороны расширяющейся части последнего подключена к водоподводящему патрубку, а со стороны суживающейся части — к устройству для подачи жидкости в сопло.

40 2. Инжектор — конденсатор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что соотношение длины участка кожуха, охватывающего расширяющуюся часть сопла к длине этой части составляет /р — /з, 45 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе заявки:

1. И. Н. Кирсанов, Конденсационные установки, М, — Л„ «Энергия», 1965, стр.359 †3.

2, Авторское свидетельство № 269365, F 04 F

50 5/14, 1968.

553364

Составитель И. Лапина

Редактор М. Васильева Техред И. Карандашова Корректор Т. Добровольская

Заказ 790/13 Изд. No 3 Тираж 878 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2