Импульс потока в любом сечении

I = Gw + pf,

где G - массовый расход, кг/с; w - скорость, м/с; р - давление, Па; f - сечение, м².

В зависимости от свойств и условий взаимодействия рабочего и ин­жектируемого потоков в струйных аппаратах возникает ряд допол­нительных процессов, которые специфичны только для аппаратов определенного типа. Эти процессы существенно отражаются в работе аппаратов данного типа и должны учитываться при их расчете. Процессы, происходящие в струйных аппаратах, зависят в первую очередь от агрегатного состояния взаимодействующих сред.

С этих позиций можно все струйные аппараты разбить на следую­щие 3 группы (табл.2.4):

1) аппараты, в которых агрегатное состояние рабо­чей и инжектируемой сред одинаково; к ним относятся газопароструйные компрессоры, эжекторы и инжекторы, а также струйные насосы;

2) аппараты, в которых рабочий и инжектируемый потоки находятся в разных агрегатных состояниях, не изменяющихся в процессе смешения этих потоков. К ним относятся струйные аппараты для пневмотран­спорта, водовоздушные эжекторы и струйные аппараты для гидро­транспорта;

3) аппараты с изменяющимся агрегатным состоянием сред. В этих аппаратах ра­бочий и инжектируемые потоки до смешения находятся в разных фа­зах, а после смешения — в одной фазе, т.е. в процессе смешения из­меняется агрегатное состояние одного из потоков. Например, пароводяные инжекторы и струйные подогреватели.

Условия работы струйных аппаратов зависят также от упругих свойств взаимодействующих сред. Под упругими свойствами или сжимаемостью понимается значительное изменение удельного объема среды при изменении ее давления. На практике применяются струй­ные аппараты, в которых: а) обе среды (рабочая и инжектируемая) упруги; б) одна из сред упруга; в) обе среды неупруги.

Работа равнофазных аппаратов с упругими средами зависит в зна­чительной мере от степени сжатия инжектируемой среды, а также от степени расширения рабочей среды. Здесь и далее для краткости степенью сжатия называется отношение давления рс/рн, т. е. отноше­ние конечного давления сжатия к начальному, хотя более строго было бы назвать это отношение степенью повышения давления, по­скольку под степенью сжатия обычно понимается отношение удель­ных объемов. Аналогично под степенью расширения рабочего потока здесь понимается отношение давлений рр/рн, т. е. отношение началь­ного давления перед соплом к конечному за соплом, хотя более строго было бы назвать это отношение степенью снижения давления.

По степени сжатия и степени расширения равнофазные струйные аппараты для упругих сред можно классифицировать следующим образом:

· аппараты с большой степенью расширения и умеренной сте­пенью сжатия. Такие аппараты в дальнейшем будем называть газо­струйными или пароструйными компрессорами. Рабочей и инжекти­руемой средой в этих аппаратах является пар или газ. Степень рас­ширения рабочего потока в компрессорах велика. Отношение давле­ний рабочего и инжектируемого потоков перед компрессором во много раз больше критического отношения давлений. Степень сжатия, раз­виваемая такими аппаратами, обычно находится в пределах 2,5 > рс/рн > 1,2. К ним относятся аппараты для повышения давле­ния отработавшего пара, газа в сети и др.;

· аппараты с большой степенью расширения и большой степенью сжатия. Такие аппараты обычно применяются в установках, где тре­буется поддерживать глубокий вакуум. В дальнейшем будем назы­вать их газоструйными или пароструйными эжекторами. Степень расширения рабочего потока в эжекторах также весьма значительна. Отношение давлений рабочего и инжектируемого потоков перед эжектором рр/рн также во много раз больше критического отноше­ния давлений. Степень сжатия, создаваемая такими аппаратами рс/рн > 2,5;

· аппараты с большой степенью расширения и малой степенью сжатия. Такие аппараты в дальнейшем будем называть газоструйными или пароструйными инжекторами. Рабочей и инжектируемой средой в этих аппаратах является пар или газ. Степень расширения рабочего потока в инжекторах значительна, но степень сжатия мала: рс/рн <1,2. Поскольку степень сжатия мала, упругие свойства ин­жектируемого и смешанного потоков проявляются слабо. Поэтому при расчете таких аппаратов в основных расчетных уравнениях мо­гут не учитываться свойства сжимаемости инжектируемого и смешан­ного потоков. К таким аппаратам относятся: паровоздушные дутье­вые инжекторы топочных устройств котлов и котельных установок воздушные обдувочные инжекторы, газовые инжекционные горелки и др. На практике применяются также равнофазные струйные аппа­раты, в которых свойства сжимаемости рабочего и инжектируемого потоков не проявляются. Такие аппараты в дальнейшем будем назы­вать струйными насосами. Рабочей и инжектируемой средой в этих аппаратах в большинстве случаев является жидкость. К таким аппаратам относятся водоструй­ные насосы для откачки воды из скважин и колодцев; элеваторы широко используемые в теплофикационных системах для присоединения отопительных установок к водяным тепловым сетям, и др.

Рабочей и инжектируемой средой в струйных насосах может быть также газ или пар, но в этом случае степень расширения рабочего тела должна быть значительно меньше критического отношения дав­ления; должна быть мала также и степень сжатия (рс/рн < 12). Разнофазные струйные аппараты в зависимости от упругих свойств взаимодействующих сред можно разделить на 3 типа:

1) аппараты с упругой рабочей и неупругой инжектируемой сре­дами. К ним относятся пневмотранспортные струйные аппараты в которых газ инжектирует сыпучее твердое тело или жидкость;

2) аппараты с неупругой рабочей и упругой инжектируемой сре­дами. К ним относятся жидкостно-газовые эжекторы, например водо-воздушные;

3) аппараты, в которых обе среды неупруги. К ним относятся аппараты для гидротранспорта твердых сыпучих тел, в которых жид­кость инжектирует сыпучее твердое тело.

Струйные аппараты, в которых полностью изменяется агрегатное состояние одного из взаимодействующих потоков, можно разделить на два типа. К первому типу относятся аппараты, в которых рабочей средой является пар, а инжектируемой - жидкость (парожидкостные инжекторы). Ко второму типу относятся аппараты, в которых рабочей средой является жидкость, а инжектируемой - пар (струйные по­догреватели).

Таблица 2.4

Классификация струйных аппаратов

Группа аппаратов	Состояние взаимодействующих сред	Свойства взаимодействующих сред	Степень сжатия, создаваемая аппаратом	Название аппаратов *
Равнофазные	Агрегатное состояние ра­бочей и инжектируемой сред одинаково	Упругие среды	1,2—2,5 >2,5 <1,2	Газопароструйные компрес­соры Газопароструйные эжекторы Газопароструйные инжекторы
Неупругие среды	Любая	Струйные насосы
Разнофазные	Агрегатное состояние ра­бочей и инжектируемой сред неодинаково	Рабочая - упругая, инжек­тируемая — неупругая	Любая	Струйные аппараты для пневмотранспорта
Рабочая – неупругая, инжек­тируемая - упругая	Любая	Водовоздушные эжекторы
Рабочая и инжектируемая - неупругие	Любая	Струйные аппараты для гидро­транспорта
Изменяющейся фазности	Агрегатное состояние од­ной из сред изменяется	Рабочая – упругая, инжек-ти­руемая - неупругая	Любая	Пароводяные инжекторы
Рабочая – неупругая, инжек­тируемая - упругая	Любая	Пароводяные смеши-вающие подогрева-тели

______________

*В названии аппарата вначале, как правило, указывается вид рабочей среды (газ, пар, вода). В этих названиях учтена устано­вившаяся терминология.

Дата добавления: 2014-01-05