Струйные насосы (аппараты)
Струйные насосы (аппараты)
В отличие от всех ранее рассмотренных типов насосов струйные насосы не имеют подвижного рабочего органа, передающего жидкости механическую энергию. Поэтому они просты по конструктивному оформлению и надежны в действии. С помощью струйных насосов можно перемещать жидкие, газообразные и твердые сыпучие среды. Струйный насос может быть использован как для создания избыточного давления, так и для разрежения. Они применяются при откачке воды из глубоких колодцев, артезианских скважин, подвальных помещений, разных котлованов, корабельных трюмов и т. д.
Мощные струйные насосы (гидроэлеваторы) применяются в строительстве для размытия и удаления грунта. Часто на насосных станциях струйные насосы используются для отсоса воздуха на всасывающей линии перед их запуском. На тепловых электрических станциях, судовых силовых установках струйные насосы (пароструйные эжекторы) используются для создания вакуума в конденсаторах паротурбинных установок. В теплоэнергетике струйные насосы применяют в качестве пароструйных компрессоров.
Рабочей средой, с помощью которой происходит перемещение и повышение (понижение) давления перекачиваемой жидкости (газа, сыпучего вещества), могут быть жидкость, воздух, любой газ, пар. Непременным условием при этом должно быть то, чтобы рабочая среда при входе в струйный насос обладала большей удельной энергией, чем перемещаемая.
Основными деталями струйного насоса (рис. 12.4), являются корпус (приемная камера), в которой помещен насадок — сопло 2, конфузор 4, цилиндрический участок 5 и диффузор 6. Рабочая среда под давлением подводится по трубе 1 к соплу, в котором потенциальная энергия рабочей среды превращается в кинетическую.
Вытекая из сопла с большой скоростью, рабочая среда увлекает с собой воздух, находящийся в приемной камере 3, вследствие чего в ней образуется вакуум, под действием которого перекачиваемая жидкость по трубе 8 и поступает в приемную камеру. В приемной камере, конфузоре и цилиндрической части происходит смешение потоков. При дальнейшем движении скорости потоков выравниваются. В диффузорной части струйного насоса осуществляется уменьшение скорости потока и повышение его давления до заданной величины.
Жидкость, вышедшая из диффузора по напорному трубопроводу 7 направляется к месту назначения. Для создания больших давлений (разрежений) включают последовательно несколько струйных насосов.
В струйном насосе происходят очень сложные гидродинамические и тепловые процессы. В настоящее время, несмотря на большое количество работ в этой области, нет единой, установившейся теории, с помощью которой можно было бы определить наивыгоднейшие параметры рабочей среды, оптимальные размеры данного насоса, установку сопла и т. д. Все эти вопросы решаются, базируясь на данных эксперимента.
Классификация струйных аппаратов. Необходимо отметить, что в литературе струйные аппараты одного и того же типа именуются по-разному: инжекторы, эжекторы, компрессоры, элеваторы, насосы и т. д. Струйные аппараты, в которых рабочая и перекачиваемая жидкости однофазные, называют насосами. Аппараты, в которых рабочая и перекачиваемая среды упругие, в зависимости от степени повышения давления называют газоструйными компрессорами, эжекторами или инжекторами. Примерная классификация струйных аппаратов приведена в таблице 12.1.
Для струйного насоса, перекачивающего несжимаемую жидкость вводят следующие параметры:
Основной потерей энергии в любом струйном аппарате будет потеря, связанная со смешиванием двух потоков (инжектируемого и рабочего), имеющих разные скорости. Указанные потери пропорциональны квадрату разности скоростей потоков в начале смешения. Увеличение скорости инжектируемого (подсасываемого) потока при входе в камеру смешения уменьшает эту потерю.
В настоящее время наибольшее предпочтение отдается струйному насосу с цилиндрической камерой смешения, принципиальная схема которого представлена на рис. 12.5.
Коэффициент расхода для коноидального сопла р. = 0,98. Задаваясь коэффициентом k, в зависимости от напорности насоса, определяем площадь кольцевого сечения:
Таблица 12.2
|
Ns эжекто ра |
Подача, м3/ч при напоре воды 40 м |
Размеры, мм |
Мас са. КР |
||||
|
н |
h |
1 |
d |
do |
|||
|
1 |
1,4 |
125 |
90 |
35 |
10 |
19’ |
0,8 |
|
2 |
2,0 |
160 |
120 |
40 |
12 |
25 |
1,2 |
|
3 |
1,6 |
205 |
155 |
50 |
19 |
37 |
2,0 |
|
4 |
3,6 |
255 |
190 |
60 |
31 |
50 |
3,2 |