Дослідження впливу конструктивних елементів приймальної камери на експлуатаційні характеристики рідинно-газового ежектора

Abstract

Струминні апарати (ежектори) застосовуються в різних галузях промисло-вості для проведення як основних, так і допоміжних технологічних процесів, що пояснюється надійністю їх роботи та відносно низькою вартістю виготов-лення й технічного обслуговування. Основним недоліком такого обладнання є низький коефіцієнт корисної дії (ККД). При всій простоті конструкції досі так і не знайдено шляхів його істотного підвищення. Оскільки конструкція апарата достатньо проста, то роль кожного елемента, їх взаємне розташування та розміри мають важливе значення в підвищенні техніко-експлуатаційних характеристик. Однією з таких є коефіцієнт ежекції Kеж, який характеризує кіль-кість захопленої пасивної фази на одиницю активної. Цей показник стає визна-чальним при проведенні в струминних апаратах масообмінних процесів високої інтенсивності. Аналіз конструкцій ежекторів показує, що приймальна камера відіграє важ-ливу роль у роботі апарата та повинна забезпечувати при мінімальному гідравлічному опорі рівномірне підведення пасивного середовища до зовнішньої поверхні факела активного струменя рідини. Зазвичай, конструкція приймальної камери ежекторів циліндричної форми має один патрубок для підводу пасивного середовища. Робота такого ежектора характеризується недостатньою взаємодією між фазами, що не дає змоги досягти високого Kеж. Відповідно до цього у статті досліджено вплив елементів приймальної камери (конструкції камери, кількості підвідних патрубків пасивного середовища) на ефективність роботи ежектора. Для цього створено експериментальну установку, на якій досліджувалися класичний водо-повітряний струминний апарат з циліндричною камерою змішування і новий енергоефективний ежектор з комбінованою (конічно-циліндричною) камерою змішування та різними конструкціями приймальної камери. У результаті проведених досліджень встановлено вплив елементів приймальної камери на коефіцієнт ежекції струминних апаратів і сформовано рекомендації щодо її конструкційного виконання. Jet devices (ejectors) are used in various industries for carrying out both basic and auxiliary technological processes. It`s explained by their reliability of operation and the relatively low cost of manufacturing and maintenance. However, the main disadvantage of such equipment is its low coefficient of efficiency (COE). With all the simplicity of the design, no way has yet been found to significantly increase it. Since the design of the apparatus is quite simple, the role of each element, their relative posi-tion and size play an important role in improving the technical and operational characteristics. One of the main characteristics of ejectors is the ejection coefficient Kej, which characterizes the amount of captured passive phase per unit of active phase. This indicator becomes decisive when carrying out high-intensity mass transfer processes in jet devices. The analysis of the ejectorsʼ designs shows that the receiving chamber plays an important role in the operation of the apparatus. It should provide uniform supply of the passive medium to the outer surface on of the active liquid jet with minimal hydraulic resistance. Typically, the design of the receiving chamber of ejectors is cylindrical and has one branch pipe for supplying the passive medium. The operation of such an ejector is characterized by insufficient interaction between the phases, which does not allow achieving a high Kej. According to the above, the purpose of this work was to study the influence of the structural features of the elements of the receiving chamber (chamber design, the number of inlet pipes of the passive medium) on the ejector efficiency. To achieve this goal experimental device was created on which a classic water-air jet apparatus with a cylindrical mixing chamber and a new energy-efficient ejector with a combined finite-cylindrical mixing chamber and various designs of the receiving chamber were studied. As a result of the studies, the influence of the structural elements of the receiving chamber on the ejection coefficient of jet devices was established and recommendations for improving their design were formulated.