Water-air ejector with conical-cylindrical mixing chamber

Abstract

У роботі проаналізовано гідродинаміку рідинно-газової суміші в камері змішування ежекторів при різних просторових положеннях та проведено порівняльне дослідження даних ежекторів. Встановлено, що більш упорядкований режим руху суміші в камері змішування створюється внаслідок збігу вектора швидкості руху крапель рідини та напрямку сили тяжіння при вертикальному положенні ежекторів. Це призводить до збільшення коефіцієнта об'ємного захоплення майже вдвічі. Аналіз течії рідинно-газової суміші в камері змішування, оціночні розрахунки та дослідження дозволили розробити та запатентувати струменевий апарат з конічно-циліндричною (комбінованою) камерою змішування. Також встановлено, що для таких ежекторів коефіцієнт об’ємного захоплення на 15–55 % вищий, ніж для струминного апарату з циліндричною камерою змішування за рахунок зменшення опору пасивного потоку в камеру змішування та запобігання утворенню зворотно-циркуляційних потоків. Проведено дослідження рідинно-газових ежекторів в діапазоні основного геометричного параметра m (відношення площі камери змішування до площі сопла) 9,4–126,5, що дозволило встановити його раціональні значення, при яких максимальний коефіцієнт об’ємного захоплення становить досягнуто (m = 25–40) In the paper, the hydrodynamics of the liquid-gas mixture in the mixing chamber of the ejectors at different spatial positions was analyzed and the comparative study of such ejectors was carried out. It was found that a more ordered mode of movement of the mixture in the mixing chamber is created as a result of the coincidence of the velocity vector of liquid drops and the direction of gravity in the vertical position of the ejectors. This leads to increasing the volume entrainment ratio almost twice. The analysis of the liquid-gas mixture flow in the mixing chamber, evaluation calculations and research allowed to develop and to patent a jet apparatus with a conical-cylindrical (combined) mixing chamber. It was also found that for such ejectors, the volume entrainment ratio is 15–55 % higher than for a jet apparatus with a cylindrical mixing chamber due to the reduction of the resistance of the passive flow into the mixing chamber and prevention of the formation of reverse-circulating flows. A study has been conducted on liquid-gas ejectors in the range of the main geometric parameter m (ratio of the mixing chamber area to the nozzle area) 9.4–126.5, which allowed to establish its rational values at which the maximum volume entrainment ratio is achieved (m = 25–40)