Струйные компрессоры
Струйные компрессоры по устройству и принципу действия аналогичны струйным насосам. К ним относят струйные аппараты для отсасывания или нагнетания газа или парогазовой смеси. Струйные компрессоры обеспечивают более высокую степень сжатия, чем струйные насосы. В качестве рабочей среды часто используют водяной пар.
Принцип действия
Принцип действия струйного компрессора основан на передаче энергии от одной газообразной среды или жидкой (рабочей) к другой (перекачиваемой). Движение перемещаемой жидкости обеспечивается струей рабочей среды.
Различают три разновидности струйных компрессоров: эжекторы, инжекторы и гидроэлеваторы. В эжекторах в качестве рабочей и перекачиваемой жидкостей используется одна и та же жидкость. В инжекторах рабочим (эжектирующим) потоком является газ или пар, а эжектируемым (перекачиваемым) - жидкость. В гидроэлеваторах рабочим потоком является вода, а эжектируемым - пульпа (смесь воды с твердыми частицами).
. 
Рис. Схема эжектора 1 - сопло; 2 - камера смешения; 3 - диффузор.
Любой струйный аппарат состоит из сопла, куда подается рабочая жидкость (вода, пар, газ), камера смешения, где смешиваются рабочая и подсасываемая жидкость, и диффузор, в котором осуществляется преобразование кинетической энергии в потенциальную, то есть создается давление.
Работает струйный аппарат следующим образом. Рабочая жидкость выходит из сопла с большой скоростью в виде струи, несущей большой запас кинетической энергии. Активная рабочая струя захватывает окружающую жидкость и передает ей часть своей энергии. Образовавшийся смешанный поток движется в проточной части аппарата. В камере смешения в результате обмена импульсами происходит выравнивание поля скоростей потока и за счет высвобождающейся кинетической энергии растет его статическое давление. Затем поток поступает в диффузор, где вследствие уменьшения скорости и, следовательно, динамического давления потока происходит увеличение статического давления.
|
|
Струйные компрессоры: существующие виды
Выделяют три вида струйных компрессоров, в зависимости от типов веществ, которые они перекачивают, и какую используют рабочую жидкость:
· Ежектор (рабочее и перекачиваемое вещество являются жидкостями);
· Элеватор (рабочей жидкостью является вещество, перекачивающее пульпу либо жидкость с другим уровнем температуры);
· Инжектор (рабочее вещество является паром, а перекачиваемое вещество жидкостью).
Характеристики и параметры струйных компрессоров
Одним из параметров, характеризующих струйный компрессор, является коэффициент инжекции α (коэффициент эжекции, коэффициент подсоса), который определяется, как отношение подачи насоса к расходу рабочей жидкости. При этом полная подача компрессора QO состоит из двух составляющих - расхода рабочей жидкости Q1, подаваемой в сопло компрессора, и расхода подсасываемой жидкости Q2. Тогда коэффициент инжекции (подсоса) может быть определен по формуле:
α = QO/Q1 = (Q1 + Q2)/Q1.
Отношение высоты подъема перекачиваемой жидкости H0к рабочему напору H1 называется коэффициентом напора струйного компрессора β:
β = H0/H1.
Коэффициент полезного действия струйного компрессора определяется по формуле:
|
|
η = NП/NЗ = QOH0/Q1H1 = αβ,
где: NП =QOH0γ –полезная мощность струйного компрессора; N1 =Q1H1γ –затраченная мощность. α и β - рассмотренные выше коэффициенты.
Как уже упоминалось выше, КПД струйных компрессоров невелик, и обычно лежит в пределах 0,15...0,25.
Приближенно расход рабочей жидкости, который необходимо подать к соплу струйного компрессора, можно определить по формуле:
Q1 = QOH0/η(H1 - H0).
Расчет струйных компрессоров при заданных значениях QO, Q1, H0 и H1 сводится к нахождению оптимальных размеров сопла, камеры смешения и диффузора
Достоинства и недостатки
К достоинствам струйных компрессоров следует отнести:
• простоту конструкции;
• отсутствие подвижных элементов.
К недостаткам относится очень низкий КПД (не превышает 35 %).
Компрессоры динамического действия высокооборотны, менее металлоемки, чем компрессоры объемного действия, высокопроизводительны, по КПД незначительно уступают поршневым, их движущиеся части уравновешены.