RU2366840C1

RU2366840C1 - Ejector

Info

Publication number: RU2366840C1
Application number: RU2008103053/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Панченко (RU); Владимир Иванович Панченко; Оксана Владимировна Панченко (RU); Оксана Владимировна Панченко; Александр Иосифович Раскин (RU); Александр Иосифович Раскин; Александр Иванович Рукавишников (RU); Александр Иванович Рукавишников; Виталий Алексеевич Сыченков (RU); Виталий Алексеевич Сыченков; Леонид Егорович Шарапов (RU); Леонид Егорович Шарапов
Original assignee: ОАО "Зеленодольское проектно-конструкторское бюро"
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2009-09-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: ejector serves to displace low-pressure medium flow by high-pressure medium flow. Ejector comprises annular high-pressure medium nozzle 1, two concentric annular low-pressure flow nozzles 2 and 3, annular mixing chamber 4 and diffuser 5 formed by outer shell 6 and central body 7. Low-pressure flow is fed via pylons 8 to inner annular nozzle 3, pylons 8 connecting shell 6 and central body 7. Inner wall of high-pressure flow nozzle 1 is furnished with cylindrical shell 9 extending beyond outer wall 10 of high-pressure flow nozzle. Cylindrical shell 9 is arranged to displace axially relative to the edge of high-pressure flow nozzle conical outer wall.

EFFECT: creation of required parametres, ie temperature, concentration and flow rate, at diffuser edge.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к струйным аппаратам и может быть использовано в энергетике и близких к ней областях техники, в автономной энергетике, в авиации и космической технике, в судостроении, в химической промышленности.The invention relates to inkjet devices and can be used in energy and related fields of technology, in autonomous energy, in aviation and space technology, in shipbuilding, in the chemical industry.

Известен эжектор по авторскому свидетельству №123279, кл. F04F 5/30, принятый за прототип. Этот эжектор содержит сопла высоконапорного и низконапорного газа, камеры смешения и диффузор, причем на начальном участке камеры смешения оси высоконапорного и низконапорного сопел, а также стенка начального участка камеры смешения искривлены.Known ejector copyright certificate No. 123279, class. F04F 5/30 adopted as a prototype. This ejector contains nozzles of high-pressure and low-pressure gas, a mixing chamber and a diffuser, moreover, in the initial section of the mixing chamber, the axes of the high-pressure and low-pressure nozzles, as well as the wall of the initial section of the mixing chamber, are curved.

Недостатком этого эжектора является сложность изготовления криволинейных поверхностей сопел и начального участка камеры смешения, большая длина камеры смешения и невозможность регулирования требуемого поля параметров на срезе диффузора.The disadvantage of this ejector is the complexity of manufacturing the curved surfaces of the nozzles and the initial section of the mixing chamber, the large length of the mixing chamber and the inability to control the required field of parameters on the cross section of the diffuser.

Целью изобретения является упрощение формы обтекаемых поверхностей эжектора (сопел и камеры смешения), уменьшение длины камеры смешения и задача регулирования или создания требуемого поля параметров на срезе диффузора.The aim of the invention is to simplify the shape of the streamlined surfaces of the ejector (nozzles and mixing chamber), reducing the length of the mixing chamber and the task of regulating or creating the required parameter field on the diffuser section.

Для достижения указанной цели предлагаемый эжектор содержит два кольцевых сопла низконапорного потока, расположенные концентрично по обе стороны от кольцевого сопла высоконапорного потока. К внутреннему кольцевому соплу низконапорный поток подводится через пилоны, соединяющие обечайку и центральное тело и расположенные в диффузоре. На внутренней стенке сопла высоконапорного потока установлена цилиндрическая обечайка, выступающая за срез конической наружной стенки сопла высоконапорного потока на величину а. Для регулирования величины выступа при монтаже цилиндрическая обечайка выполняется с возможностью перемещения вдоль оси эжектора.To achieve this goal, the proposed ejector contains two annular nozzles of low pressure flow located concentrically on both sides of the annular nozzle of high pressure flow. A low-pressure flow is supplied to the inner annular nozzle through the pylons connecting the shell and the central body and located in the diffuser. A cylindrical shell is installed on the inner wall of the high-pressure flow nozzle, which protrudes beyond the cut of the conical outer wall of the high-pressure flow nozzle by a. To adjust the size of the protrusion during installation, the cylindrical shell is movable along the axis of the ejector.

На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого эжектора.The drawing shows a longitudinal section of the proposed ejector.

Эжектор содержит кольцевое сопло высоконапорного потока 1, два концентрических кольцевых сопла 2 и 3 низконапорного потока, кольцевую камеру смешения 4 и диффузор 5, образованные наружной обечайкой 6 и центральным телом 7. Кольцевые сопла 2 и 3 низконапорного потока расположены концентрично по обе стороны (изнутри и снаружи) от кольцевого сопла высоконапорного потока 1. Такое расположение сопел низконапорного потока способствует лучшему перемешиванию потоков, что приводит к уменьшению длины камеры смешения. К внутреннему кольцевому соплу 3 низконапорный поток подводится через пилоны 8, соединяющие обечайку 6 и центральное тело 7 и расположенные в диффузоре в области пониженных скоростей смешанного потока, что необходимо для уменьшения сопротивления пилонов. На внутренней стенке сопла высоконапорного потока 1 установлена цилиндрическая обечайка 9, выступающая за срез конической наружной стенки 10 сопла высоконапорного потока на величину а. Величина этого выступа влияет на направление струи высоконапорного потока после сопла и, соответственно, на поле параметров на срезе диффузора. Для регулирования величины выступа при монтаже цилиндрическая обечайка выполнена с возможностью перемещения вдоль оси эжектора.The ejector contains an annular nozzle of a high-pressure flow 1, two concentric annular nozzles 2 and 3 of a low-pressure flow, an annular mixing chamber 4 and a diffuser 5 formed by the outer shell 6 and the central body 7. The annular nozzles 2 and 3 of the low-pressure flow are concentrically located on both sides (from the inside and outside) from the annular nozzle of the high-pressure flow 1. This arrangement of the nozzles of the low-pressure flow contributes to better mixing of the flows, which leads to a decrease in the length of the mixing chamber. The low-pressure flow is supplied to the inner annular nozzle 3 through the pylons 8 connecting the casing 6 and the central body 7 and located in the diffuser in the region of reduced velocities of the mixed flow, which is necessary to reduce the resistance of the pylons. A cylindrical shell 9 is installed on the inner wall of the nozzle of the high-pressure flow 1, protruding beyond the cut of the conical outer wall 10 of the nozzle of the high-pressure flow by a. The magnitude of this protrusion affects the direction of the jet of high-pressure flow after the nozzle and, accordingly, on the parameter field at the diffuser section. To regulate the size of the protrusion during installation, the cylindrical shell is arranged to move along the axis of the ejector.

Предлагаемый эжектор работает следующим образом.The proposed ejector works as follows.

Высоконапорный поток подводится к кольцевому соплу высоконапорного потока 1 и истекает из него в виде кольцевого тела вращения с криволинейными образующими благодаря тому, что цилиндрическая обечайка 9 выступает на величину а относительно среза конической наружной стенки 10. Коническая наружная стенка 10 направляет высоконапорный поток к оси эжектора, этот поток вынужден разворачиваться около среза этой стенки 10 до направления оси эжектора. При этом в высоконапорном потоке получается течение, близкое к свободновихревому. В результате около среза конической наружной стенки 10 скорость в высоконапорной струе имеет большее значение, чем на обечайке 9, что приводит к большей эжекции потока из наружного низконапорного кольцевого сопла 2 по сравнению с эжекцией из внутреннего кольцевого сопла 3. Неравномерность поля скорости в высоконапорной струе позволяет увеличить повышение давления низконапорного потока при заданном коэффициенте эжекции.The high-pressure flow is supplied to the annular nozzle of the high-pressure flow 1 and flows out of it in the form of an annular body of revolution with curvilinear generators due to the fact that the cylindrical shell 9 protrudes by an amount a relative to the cut of the conical outer wall 10. The conical outer wall 10 directs the high-pressure flow to the axis of the ejector, this flow is forced to unfold near the cut of this wall 10 to the direction of the axis of the ejector. In this case, a flow close to a free-vortex flow is obtained in a high-pressure flow. As a result, near the cut of the conical outer wall 10, the velocity in the high-pressure jet is more significant than on the shell 9, which leads to a larger ejection of the flow from the external low-pressure annular nozzle 2 in comparison with the ejection from the inner annular nozzle 3. The unevenness of the velocity field in the high-pressure jet allows increase the pressure increase of the low-pressure flow at a given ejection coefficient.

Работоспособность предлагаемого эжектора подтверждена экспериментом на модели с диаметром обечайки диффузора Д_диф.=427 мм и длиной обечайки L=854 мм. При этом L/Д=2,0.The performance of the proposed ejector is confirmed by an experiment on a model with a diameter of the shell of the diffuser D _diff. = 427 mm and shell length L = 854 mm. In this case, L / D = 2.0.

В эксперименте высоконапорный поток имел температуру t₁=400°C, а низконапорный - t₂=15°С. На срезе диффузора получено: максимальная температура t_3max=170°С, средняя температура t_3cp=150°С. Эти результаты подтверждают положительные характеристики заявляемого эжектора: поле температур на срезе диффузора (см. чертеж) имеет небольшую неравномерностьIn the experiment, the high-pressure flow had a temperature of t ₁ = 400 ° C, and the low-pressure flow had t ₂ = 15 ° C. On the slice of the diffuser obtained: maximum temperature t _3max = 170 ° C, average temperature t _3cp = 150 ° C. These results confirm the positive characteristics of the claimed ejector: the temperature field at the cross section of the diffuser (see drawing) has a slight unevenness

(t_3max-t_3cp)/t_3cp=(170-150)/150=0,13,(t _3max -t _3cp ) / t _3cp = (170-150) / 150 = 0.13,

что подтверждает хорошее перемешивание потоков в эжекторе с очень малой относительно общей длиной (длина камеры смешения 4 + длина диффузора 5) L/Д=2,0; эжектор отличается простотой формы обтекаемых поверхностей, имеющих прямолинейные образующие. Перемещение цилиндрической обечайки, как показал эксперимент, позволяет регулировать или создавать требуемое поле параметров (температур, концентраций, скоростей) на срезе диффузора.which confirms good mixing of the flows in the ejector with a very small relative to the total length (mixing chamber length 4 + diffuser length 5) L / D = 2.0; the ejector is characterized by the simplicity of the shape of streamlined surfaces having rectilinear generators. The experiment showed that moving a cylindrical shell allows you to adjust or create the required field of parameters (temperatures, concentrations, velocities) at the diffuser section.

Claims

1. An ejector comprising annular nozzles of high-pressure and low-pressure flows, an annular mixing chamber and a diffuser formed by an outer shell and a central body, characterized in that it is equipped with a second annular nozzle of a low-pressure flow, and the annular nozzles of a low-pressure flow are concentrically located on both sides (inside and outside) ) from the annular nozzle of the high-pressure flow, pylons for supplying the low-pressure flow to the internal nozzle of the low-pressure flow, located in the diffuser of the ejector, cylindrical about echaykoy on a section of the inner wall of the high-flow nozzle serving for the outer nozzle wall section of high pressure flow.

2. The ejector according to claim 1, characterized in that the cylindrical shell on the slice of the inner wall of the nozzle of the high-pressure flow is mounted with the possibility of axial movement relative to the cut of the outer wall of the nozzle of the high-pressure flow.

3. The ejector according to claim 1, characterized in that the outer wall of the nozzle of the high-pressure flow is conical.