Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПАРОЖИДКОСТНЫЙ СТРУЙНЫЙ АППАРАТ С ДАВЛЕНИЕМ ЖИДКОСТИ НА ВЫХОДЕ, ПРЕВЫШАЮЩИМ ДАВЛЕНИЕ РАБОЧЕГО ГАЗА
ПАРОЖИДКОСТНЫЙ СТРУЙНЫЙ АППАРАТ С ДАВЛЕНИЕМ ЖИДКОСТИ НА ВЫХОДЕ, ПРЕВЫШАЮЩИМ ДАВЛЕНИЕ РАБОЧЕГО ГАЗА

ПАРОЖИДКОСТНЫЙ СТРУЙНЫЙ АППАРАТ С ДАВЛЕНИЕМ ЖИДКОСТИ НА ВЫХОДЕ, ПРЕВЫШАЮЩИМ ДАВЛЕНИЕ РАБОЧЕГО ГАЗА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Аппарат предназначен для получения нагретой жидкости с давлением, превышающим давление рабочего потока. Струйный аппарат содержит корпус с размещенным внутри него паровым соплом. Корпус разделен по ходу движения рабочей среды на приемную камеру, переходный диффузор и камеру смешения. Площадь минимального поперечного сечения (fc)м парового сопла превышает площадь минимального поперечного сечения (fк)м, камеры смешения. Отношение значений указанных площадей лежит в пределах 1,1≅(fc)м/(fк)м<≅>3,7. Два других варианта выполнения струйного аппарата отличаются от описанного выше тем, что отношение значений указанных площадей лежит в пределах 4≅(fc)м/(fк)м<10 и 12<(f>c)м/(fк)м<≅>20. В результате достигается возможность получения на выходе из аппарата нагретой жидкости с давлением, превышающим давление рабочего потока. 3 с.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2123619
Класс(ы) патента: F04F5/24
Номер заявки: 98111481/06
Дата подачи заявки: 25.06.1998
Дата публикации: 20.12.1998
Заявитель(и): Белевич Алексей Игоревич; Жуков Сергей Иванович; Крупцев Алексей Викторович
Автор(ы): Белевич А.И.; Жуков С.И.; Крупцев А.В.
Патентообладатель(и): Белевич Алексей Игоревич; Жуков Сергей Иванович; Крупцев Алексей Викторович
Описание изобретения: Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано для получения на выходе из парожидкостного струйного аппарата (ПЖСА) нагретой жидкости с давлением, превышающим давление рабочего потока.
Известен ПЖСА, содержащий корпус с размещенным внутри него паровым соплом с расширяющейся выходной частью (соплом Лаваля), причем корпус по ходу движения рабочей среды разделен на приемную камеру, переходный диффузор и камеру смешения [1]. Согласно [1] при отношении выходного диаметра (dc)вых расширяющейся части сопла к диаметру (dк)м камеры смешения, равному (dc)вых/(dк)м = 1,1 - 1,7, обеспечивается максимальный КПД струйного насоса с давлением на его выходе, превышающим давление рабочего потока.
Известен ПЖСА, содержащий корпус с размещенным внутри него паровым соплом Лаваля, причем корпус по ходу движения рабочей среды разделен на приемную камеру, переходный диффузор и камеру смешения [2]. Согласно [2] аналогичный [1] результат достигается при отношении площади минимального поперечного сечения (fc)м парового сопла к площади минимального поперечного сечения (fк)м камеры смешения, лежащем в пределах (fc)м/(fк)м = 3,75 - 4.
Известен ПЖСА, содержащий корпус с размещенным внутри него суживающимся паровым соплом, причем корпус по ходу движения рабочей среды разделен на приемную камеру, переходный диффузор и камеру смешения [3]. Согласно [3] аналогичный [1] и [2] результат достигается при отношениях: площади кольцевого поперечного сечения fс,кс между наружной поверхностью выходного торца парового сопла и внутренней поверхностью входного торца камеры смешения к площади минимального поперечного сечения (fк)м камеры смешения в пределах fс,кс/(fк)м = 3,25 - 3,75, площади минимального (в данном случае выходного) поперечного сечения (fc)м парового сопла к площади минимального поперечного сечения (fк)м камеры смешения в пределах (fc)м/(fк)м = 10 - 12 и длины наружной окружности (lc)н выходного торца сопла к длине окружности (lкc)м минимального поперечного сечения камеры смешения в пределах 3,75 - 4,25.
Задачей изобретения является обеспечение достоверных условий получения давления жидкости на выходе из ПЖСА большего, чем давление рабочего пара.
Указанная задача решается за счет того, что в парожидкостном струйном аппарате, содержащем корпус с размещенным внутри него паровым соплом, причем корпус по ходу движения рабочей среды разделен на приемную камеру, переходный диффузор и камеру смешения, а площадь минимального поперечного сечения (fc)м парового сопла превышает площадь минимального поперечного сечения (fк)м камеры смешения, согласно изобретению отношение значений указанных площадей лежит в пределах 1,1 ≅ (fc)м/(fк)м ≅ 3,7; 4 ≅ (fc)м/(fк)м < 10; 12 < (fc)м/(fк)м ≅ 20.
По результатам теоретических и экспериментальных исследований авторов предлагаемого изобретения единственным условием получения давления жидкости (pж)вых на выходе из ПЖСА большего, чем давление рабочего пара (pп)вх, является превышение площади (fc)м минимального поперечного сечения парового сопла над площадью (fк)м минимального поперечного сечения камеры смешения, т.е. выполнение эжектора при соблюдении соотношения (fc)м/(fк)м > 1.
Для подтверждения данного вывода ниже приведена таблица расчетных значений максимальных коэффициентов эжекции (U)м и давления (Pв)вых жидкости (воды) на выходе ПЖСА при различных значениях отношений диаметров и сечений в характерных точках сопла и камеры смешения эжектора, а также произведения (U)м · (Pж)вых, характеризующего эффективность эжектора. При этом в первой серии расчетов при неизменных значениях (dс)м и (dк)м изменялось (dс)вых, т. е. проверялось утверждение авторов [1] о решающем влиянии отношения (dс)вых/(dк)м на величину давления на выходе из эжектора и его эффективность. Во второй серии расчетов (dс)вых оставался неизменным, что подразумевает постоянство отношения (dс)вых/(dк)м, а отношение (fc)м/(fк)м изменялось за счет варьирования величины (fc)м. Были приняты следующие параметры пара и воды перед ПЖСА: давление и температура пара (pп)вх = 1,02 МПа, (tп)вх = 179oC, давление и температура эжектируемой воды (Pж)вх = 0,102 МПа, (tж)вых = 20oC. Диаметр входного сечения камеры смешения был принят равным (dк)вх = 50 мм.
Как видно из таблицы, изменение (dс)вых (серия 1) незначительно влияет на давление воды на выходе ПЖСА и его эффективность, тогда как изменение (dс)м (серия 2) влияет на эти показатели в значительной степени, причем давление воды на выходе ПЖСА именно в этом случае может превышать давление рабочего пара. Из таблицы также видно, что единственным условием такого превышения является отношение (fc)м/(fк)м > 1. Введенные в [2] и [3] дополнительные ограничения на это соотношение представляются в связи с этим необоснованными. Основываясь на данном выводе, заявитель претендует на указанное соотношение в диапазонах, не охваченных изобретениями [2] и [3] (в качестве прототипа может быть выбрано любое из них).
На чертеже схематически изображен предлагаемый ПЖСА в продольном разрезе.
ПЖСА содержит корпус 1 с размещенным внутри него паровым соплом 2 (в данном случае соплом Лаваля) с диаметрами узкого сечения (dс)м и выходного сечения (dс)вых, причем корпус 1 по ходу движения рабочей среды разделен на приемную камеру 3, переходный диффузор 4 и камеру 5 смешения, а площадь минимального поперечного сечения (fс)м парового сопла превышает площадь минимального поперечного сечения (fк)м камеры смешения, т.е. соблюдается соотношение (fс)м/(fк)м > 1. Входной участок сопла 2 внутри корпуса 1 присоединен к подводящему паропроводу 6, а кольцевое пространство между корпусом 1 и соплом 2 - к трубопроводу 7 подачи эжектируемой жидкости.
Работа ПЖСА осуществляется следующим образом: рабочий пар по паропроводу 6 подается в сопло 2, откуда со сверхзвуковой скоростью через переходный диффузор 4, конденсируясь в смеси с эжектируемой жидкостью, поступает в камеру смешения, причем давление на выходе из ПЖСА при этих условиях превышает давление рабочего пара на входе в сопло 2.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1281761, F 04 F 5/24, 1985.
2. Патент США N 5029535, F 23 D 11/00, 1991.
3. Патент Великобритании N 898171, F 05 D, 1962.
Формула изобретения: 1. Парожидкостный струйный аппарат, содержащий корпус с размещенным внутри него паровым соплом, причем корпус по ходу движения рабочей среды разделен на приемную камеру, переходный диффузор и камеру смешения, а площадь минимального поперечного сечения (fc)m парового сопла превышает площадь минимального поперечного сечения (fк)m камеры смешения, отличающийся тем, что отношение значений указанных площадей лежит в пределах 1,1 ≅ (fc)m / (fк)m ≅ 3,7.
2. Парожидкостный струйный аппарат, содержащий корпус с размещенным внутри него паровым соплом, причем корпус по ходу движения рабочей среды разделен на приемную камеру, переходный диффузор и камеру смешения, а площадь минимального поперечного сечения (fc)m парового сопла превышает площадь минимального поперечного сесеничя (dк)m камеры смешения, отличающийся тем, что отношение значений указанных площадей лежит в пределах 4 ≅ (fc)m / (fк)m < 10.
3. Парожидкостный струйный аппарат, содержащий корпус с размещенным внутри него паровым соплом, причем корпус по ходу движения рабочей среды разделен на приемную камеру, переходной диффузор и камеру смешения, а площадь минимального поперечного сечения (fc)m парового сопла превышает площадь минимального поперечного сечения (fк)m камеры смешения, отличающийся тем, что отношение значений указанных площадей лежит в пределах 12 < (fc)m / (fк)m ≅ 20.