|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Эжекции эффект |
 | |
Анимация
Описание
Эффект эжекции заключается в том, что поток с более высоким давлением, движущийся с большой скоростью, увлекает за собой среду низкого давления. Увлеченный поток называется эжектируемым. В процессе смешения двух сред происходит выравнивание скоростей, сопровождающееся, как правило, повышением давления.
Основная особенность физического процесса заключается в том, что смешение потоков происходит при больших скоростях эжектирующего (активного) потока.
Так как коаксиальные струи распространяются не в атмосфере с постоянным давлением, а ограничены стенками канала или камерами смешения, среднее осевое количество движения, осредненное по массовому расходу, не сохраняется постоянным, и статическое давление может изменяться вдоль оси х. Пока скорость эжектирующего потока больше скорости эжектируемого потока в камере смешения постоянного радиуса, будет иметь место увеличение давления в направлении х, где ядра поглощаются благодаря быстрому смешению сдвиговых слоев (ядро - та часть прямого потока, которая входит в канал).
Процесс смешения потоков в камере эжектора схематически иллюстрирована на рис. 1.
Смешение потоков в камере эжектора
Рис. 1
В сечении 0 - 0, совпадающем с началом камеры смешения, средние скорости рабочего (эжектирующего) потока VE и всасываемого (эжектируемого) потока VEJ являются исходными. За этим сечением расположен начальный участок смешения потоков, где по центру сохраняется ядро скорости рабочего потока, не охваченное процессом смешения. В пределах ядра скорости потока постоянны и равны средней скорости истечения из сопла VE.
Аналогичное ядро постоянных скоростей можно наблюдать в пределах кольцевой области, охватываемой всасываемым потоком. Между этими областями постоянных скоростей расположена зона турбулентного обмена, где скорости потоков постоянно меняются от VE в ядре рабочего потока до VEJ в зоне всасываемого потока. Начальный участок заканчивается в створе, где выклинивается ядро рабочего потока.
Когда точки выклинивания ядра скорости рабочего потока и ядра скорости всасываемого потока не совпадают, между начальным и основным участком появляется переходный участок, в пределах которого имеется только одна из зон постоянных скоростей.
Смешение потоков в камере эжектора сопровождается изменениями осредненного давления вдоль проточной части. По мере выравнивания профиля поперечного распределения скоростей потоков и уменьшения от сечения к сечению средней скорости суммарного потока происходит повышение давления.
Повышение давления в зоне смешения канала постоянного радиуса без учета поверхностного трения о стенку может быть определено по формуле:
,
где р0 - давление в сечении 0-0;
р1 - давление в сечении 1-1 (рис. 1);
r - плотность вещества;
VE - скорость рабочего потока;
VA - скорость всасываемого потока;
АE - отношение площадей сопла и камеры (относительное расширение).
Эффект проявляется, например, в цилиндрической трубе при наличии не менее двух струйных течений с различными скоростями.
Вещественный поток принимает форму канала или камеры, в которой происходит смешение потоков.
Ключевые слова
Разделы наук
Дозвуковые течения жидкости и газа в отсутствии незакрепленных обтекаемых тел
ПогранслойОбщие вопросы газо- и гидродинамики
Применение эффекта
Повышение давления эжектируемого потока без непосредственной механической энергии применяется в струйных аппаратах, которые используются в различных отраслях техники: на электростанциях - в устройствах топливосжигания (газовые инжекционные горелки); в системе питания паровых котлов (противокавитационные водоструйные насосы); для повышения давления из отборов турбин (пароструйные компрессоры); для отсоса воздуха из конденсатора (пароструйные и водоструйные эжекторы); в системах воздушного охлаждения генераторов; в теплофикационных установках; в качестве смесителей на отопительных водах; в промышленной теплотехнике - в системах топливоподачи, горения и воздухоснабжения печей , стендовых установках для испытания двигателей; в вентиляционных установках - для создания непрерывного потока воздуха через каналы и помещения; в водопроводных установках - для подъема воды из глубоких скважин; для транспортирования твердых сыпучих материалов и жидкостей.
Реализации эффекта
Техническая реализация эффекта эжекции
Для технической реализации эффекта эжекции достаточно направить поток воздуха от домашнего пылесоса в приемный патрубок системы, изображенной на рис. 2.
Простейшая эжекционная система
Рис. 2
Простейшая эжекционная система входит в комплектацию советских бытовых пылесосов
1 - трубка с потоком эжектирующего воздуха;
2 - патрубок подвода эжектируемой жидкости;
3 - резервуар с эжектируемой жидкостью;
4 - поток воздуха;
5 - конус распыления эжектируемой жидкости.
Бернуллиевское разрежение в потоке воздуха вытягивает жидкость (водный окрашенный раствор) из резервуара, и поток воздуха распыляет ее путем отрыва капель с торца патрубка подвода. Перепад высоты между уровнем жидкости в резервуаре и точкой распыления (торцом патрубка) составляет 10 - 15 см. Внутренний диаметр трубки с газовым потоком - 30 - 40мм, патрубка подвода - 2 - 3мм.
Литература
1. Физика. Большой энциклопедический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1999.- С.90, 460.
2. Новый политехнический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 2000.- С.20, 231, 460.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |