Патент на изобретение №2151919

(54) ЭЖЕКТОР

(57) Реферат:

Изобретение относится к струйной технике. Эжектор содержит активное сопло, коническую приемную камеру, камеру смешения и диффузор. Длину камеры смешения и длину диффузора выбирают исходя из соблюдения следующих условий: l/d = 3-5 и L/d = 10-11, где 1 – длина камеры смешения, м, L – длина диффузора, м, d – диаметр камеры смешения, м. В результате достигается повышение КПД. 3 ил.

Изобретение относится к области струйной техники и может быть использовано, например, в нефтедобыче, нефтепереработке, теплоэнергетике.

Известен эжектор, содержащий активное сопло, пассивное сопло, камеру смешения и диффузор (патент RU 1269593 A1, класс F 04 F 5/16, 1992).

Однако данный эжектор имеет сравнительно низкий КПД из-за слишком короткой камеры смешения (отношение длины камеры смешения к ее диаметру 1,8 – 2,4), поскольку последняя не обеспечивает эффективного перемешивания пассивного и активного потоков.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является эжектор, содержащий активное сопло, камеру смешения с конфузорным и цилиндрическим участками и диффузор (авторское свидетельство SU 767405, класс F 04 F 5/04, 1980).

Но этот эжектор не обеспечивает высокого КПД во всем диапазоне газосодержаний пассивного потока из-за слишком длинной камеры смешения (отношение длины камеры смешения к ее диаметру 30 – 32).

Задачей изобретения является повышение КПД за счет оптимизации соотношения геометрических параметров эжектора.

Указанная задача достигается тем, что в эжекторе, содержащем активное сопло, коническую приемную камеру, камеру смешения и диффузор, согласно изобретению, длину камеры смешения и длину диффузора выбирают исходя из соблюдения следующих условий:


где l – длина камеры смешения, м,
L – длина диффузора, м,
d – диаметр камеры смешения, м.

Сущность изобретения поясняется чертежами и графиками, где на фиг. 1 представлен продольный разрез эжектора, на фиг. 2 – зависимости максимального КПД эжектора _max от газосодержания для случаев, когда отношение длины l камеры смешения к ее диаметру d равно: l – 2, 2 – 4, 3 – 6, а отношение длины L диффузора к диаметру d камеры смешения равно 10 -11, на фиг. 3 – распределение давления по длине эжектора в режиме максимальных КПД случаев, когда отношение длины l камеры смешения к ее диаметру d равно 3 – 5, по оси абсцисс откладывается отношение расстояния по оси эжектора от точки ввода газожидкостной смеси в приемную камеру эжектора до конкретного сечения эжектора к диаметру d камеры смешения.

Эжектор содержит активное сопло 1, коническую приемную камеру 2, камеру смешения 3 и диффузор 4. Отношение длины l камеры смешения 3 к ее диаметру d равно 3 – 5, а отношение длины L диффузора 4 к диаметру камеры смешения составляет 10 – 11 ее диаметров.

Эжектор работает следующим образом.

Активная среда, истекая из сопла 1, эжектирует пассивную среду, поступающую в коническую приемную камеру 2. В камере смешения 3 происходит обмен энергиями между активным и пассивным потоками, а в диффузоре 4 – частичное преобразование кинетической энергии в потенциальную и восстановление давления. Если длина камеры смешения не достаточна для завершения процесса перемешивания, то зона перемешивания сдвигается в диффузор, возникают обратные перетоки, что приводит к увеличению потерь на трение и снижению КПД. Если же эжектор имеет избыточную длину камеры смешения, то увеличение потерь на трение и уменьшение КПД происходит за счет излишней турбулизации потока в камере смешения.

На фиг.2 представлены зависимости максимального КПД эжектора _max от газосодержания для случаев, когда отношение длины l камеры смешения 3 к ее диаметру d равно: l -2, 2-4, 3-6, а отношение длины L диффузора 4 к диаметру d камеры смешения 3 равно 10 – 11. Как видно, для широкого диапазона газосодержаний максимальное значение КПД эжектора соответствует случаю, когда отношение длины l камеры смешения 3 к ее диаметру d равно 3 – 5, а отношение длины L диффузора к диаметру d камеры смешения равно 10 -11.

На фиг. 3 представлено распределение давления по длине эжектора в режиме максимальных КПД для случаев, когда отношение длины l камеры смешения 3 к ее диаметру d равно 3 – 5, по оси абсцисс откладывается отношение расстояния по оси эжектора от точки ввода газожидкостной смеси в приемную камеру 2 эжектора до конкретного сечения эжектора к диаметру d камеры смешения 3. Здесь значение абсциссы, равное 0, соответствует точке ввода газожидкостной смеси в приемную камеру эжектора, А – входному сечению камеры смешения, В – входному сечению диффузора, С – сечению диффузора, в котором заканчивается преобразование энергии, D – его выходному сечению. Как видно, преобразование энергии происходит только на участке длины L диффузора 4, отношение которой к диаметру d камеры смешения составляет 10 – 11. Остальная часть диффузора не только не производит полезной работы, но и может увеличивать потери на трение.

Таким образом, использование эжектора с указанными геометрическими параметрами позволяет повысить его КПД.

Формула изобретения

Эжектор, содержащий активное сопло, коническую приемную камеру, камеру смешения и диффузор, отличающийся тем, что длину камеры смешения и длину диффузора выбирают, исходя из соблюдения следующих условий:
l/d = 3 – 5; L/d = 10 – 11,
где l – длина камеры смешения, м.;
L – длина диффузора, м.;
d – диаметр камеры смешения, м.

РИСУНКИ