Эжектор — устройство для сжатия газов и жидкостей¶
Эжектор — это устройство для сжатия, перемешивания или перекачивания газов, паров, жидкостей и порошкообразных веществ, работающее на основе эффекта эжекции (всасывания) струёй рабочего тела. К эжекторам относятся струевые насосы, инжекторы, эжекторные компрессоры и диффузоры. Принцип их действия основан на преобразовании кинетической энергии высокоскоростной струи рабочего тела в энергию давления при смешивании с эжектируемым (всасываемым) веществом.
¶Принцип действия
Рабочее тело (пар, вода, сжатый газ) подаётся через сопло, где его давление преобразуется в кинетическую энергию — струя выходит со скоростью, близкой к скорости звука. В зоне выхода из сопла образуется разрежение, за счёт которого эжектируемое вещество подсасывается в камеру смешения. Здесь происходит турбулентное перемешивание рабочего тела и эжектируемого вещества, после чего смесь поступает в диффузор — расширяющийся канал, где скорость потока снижается, а давление повышается.
КПД эжектора относительно невысок (обычно 15–30 %), однако устройство не имеет подвижных частей, что обеспечивает его надёжность, долговечность и простоту конструкции.
¶Классификация
По виду рабочего тела эжекторы подразделяют на:
- Паровые — рабочее тело пар высокого давления, применяются в теплоэнергетике;
- Водяные — рабочее тело вода, используются в водоснабжении и канализации;
- Газовые — рабочее тело сжатый газ (воздух, азот, природный газ);
- Двухфазные — смесь пара и воды.
По назначению различают эжекторные насосы, эжекторные компрессоры, эжекторные холодильники, эжекторные смесители и эжекторные горелки.
¶Устройство
Основные элементы эжектора:
- Сопло — преобразует давление рабочего тела в кинетическую энергию;
- Камера всасывания — зона подсасывания эжектируемого вещества;
- Камера смешения — участок турбулентного перемешивания потоков;
- Диффузор — расширяющийся канал, повышающий давление смеси;
- Двигатель (в рабочем сопле) — подаёт рабочее тело под давлением.
¶Применение
Эжекторы широко применяются в различных отраслях:
- Теплоэнергетика — эжекторные устройства в котельных установках для отсоса воздуха из конденсаторов паровых турбин (эжекторные воздуходувки), повышение КПД котлов;
- Нефтегазовая промышленность — эжекторные насосы для перекачки нефти и газа, эжекторные компрессоры на газоперерабатывающих заводах;
- Химическая промышленность — перемешивание и перекачка агрессивных сред;
- Водоснабжение — эжекторные насосы в системах водоподготовки;
- Металлургия — эжекторные горелки, вакуумные системы;
- Пищевая промышленность — эжекторные насосы для транспортировки вязких продуктов;
- Судостроение — эжекторные системы откачки воды из трюмов.
¶Эжектор в России
В России разработкой и производством эжекторных устройств занимаются ряд предприятий, в том числе в Санкт-Петербурге, Москве, Новосибирске. Научные исследования в области эжекционных процессов ведутся в ведущих технических вузах и отраслевых институтах. В отечественной теплоэнергетике эжекторные воздуходувки являются стандартным оборудованием паросиловых установок.
¶Достоинства и недостатки
Достоинства:
- Отсутствие подвижных частей;
- Простота конструкции и обслуживания;
- Надёжность и долговечность;
- Возможность работы с агрессивными и абразивными средами;
- Невысокая стоимость.
Недостатки:
- Относительно низкий КПД;
- Ограниченный диапазон регулирования;
- Зависимость от параметров рабочего тела.
¶История
Принцип эжекции был описан в трудах учёных XIX века. Первые эжекторные устройства для паровых котлов были созданы в 1850-х годах. В России широкое применение эжекторные насосы получили в конце XIX — начале XX века в связи с развитием паросиловых установок.
¶Источники
- ГОСТ 26329-84. Насосы эжекторные. Общие технические условия.
- Справочник по теплоэнергетике / Под ред. И. М. Кадыкова. — М.: Энергия.
- Энциклопедия техники. Том 3. — М.: Большая российская энциклопедия.