ЭЖЕКТОР

Заявленная полезная модель относится к струйным аппаратам и может быть использована в энергетике и близких к ней областях техники, в атомной энергетике, в авиации и космической технике, в судостроении, в химической промышленности.
Известен эжектор, описанный в патенте на изобретение №2366840 от 10 сентября 2009 г., Панченко В.И. и др. Эжектор. В данном эжекторе за счет использования кольцевой камеры смешения и дополнительного подвода низконапорного потока через центральное тело уменьшаются габариты эжектора, в частности, длина эжектора.
Недостатком данного эжектора является малое снижение температуры высоконапорного газа.
Известен также эжектор (прототип), патент на полезную модель №120163 от 10 сентября 2012 г., Запольский Э.А. и др. Эжектор. В данном эжекторе на внешней поверхности сопла высоконапорного газа установлены форсунки для подачи воды, устройство отвода воды и завихритель основного потока высоконапорного газа. За счет насыщения продуктов сгорания парами воды достигается снижение температуры газа. В то же время воздух, поступаемый через пилоны и центральное тело, нагревается через стенки и подается в основной поток с высокой температурой.
Эжектирование нагретого воздуха приводит к снижению эффективности данного эжектора, а именно: малый коэффициент эжекции и высокая температура газа на выходе из эжектора.
Предлагаемой полезной моделью решается задача уменьшения температуры выходящего газа.
Для достижения указанной цели эжектор, как и наиболее близкий к нему, содержит кольцевые сопла высоконапорного и низконапорного потоков, кольцевую камеру смешения и диффузор, установленные на наружной стенке сопла высоконапорного газа сверху вниз против движения потока форсунки подачи воды, устройства отвода и завихритель основного потока высоконапорного газа. Но в отличие от известного в предлагаемом эжекторе установлены трубки для подвода воды, протянутые в пилонах для подвода воздуха, распылитель воды с центробежной форсункой, закрепленный в верхней части центрального тела, и кольцевая полость, закрепленная на внутренней поверхности нижней части центрального тела, с отводящими трубками.
На чертеже (фиг.1) представлен предлагаемый эжектор.
Эжектор содержит кольцевое сопло высоконапорного потока 1, концентрическое кольцевое сопло низконапорного потока 2, кольцевую камеру смешения 3, диффузор 4, форсунки подачи воды 6, установленные на внешней стенке сопла высоконапорного потока 5 устройство отвода 7 и завихритель основного потока высоконапорного газа 8. Вдоль пилонов (9) протянуты трубки (11) для подвода воды, в верхней части центрального тела (10) установлен распылитель воды (12) с центробежной форсункой (13), в нижней части центрального тела к ее внутренней поверхности закреплена кольцевая полость (15) с отводящими трубками (16).
Предлагаемая полезная модель работает следующим образом.
Высоконапорный газ подводится к кольцевому соплу 1, по внешней стенке 5 которого подается через форсунки 6 вода. Высоконапорный поток, проходя через завихритель 8 образует закрученное течение вблизи внешней стенки 5 сопла 1. Форсунками 6 тангенциально подается вода, которая стекает вниз сопла 1 тонкой закрученной пленкой. Не испарившаяся вода отводится через устройство отвода 7 из эжектора.
Далее частично охлажденный высоконапорный поток поступает в кольцевой эжектор и охлаждается за счет подвода низконапорного газ, подаваемого через кольцевые щели (2) и (17). Воздух, подаваемый через кольцевую щель (17) за счет эжекции, поступает по пилонам (9) во внутреннюю часть центрального тела, в это же время по трубкам (11) подается вода к распылительному устройству (12), из которого через центробежную форсунку распыляется. Далее вода стекает по внутренней поверхности центрального тела (14). Благодаря распылу воды осуществляется 2 задачи: первая - это: вода стекая отбирает тепло от стенок и за счет теплопередачи двух противоположно движущихся потоков (воды и продуктов сгорания) понижает температуру основного потока газа в эжекторе, вторая - вода вступает в тепломассобмен с воздухом, подаваемым через внутреннюю объем центрального тела и насыщает его, испаряясь. За счет испарения воды и насыщения воздуха водой падает температура воздуха и увеличиваются его теплотворные способности за счет присутствия в нем водяной фракции. Эжектируемый в основной поток насыщенный водой воздух более интенсивно снижает его температуру.
Не испарившаяся вода стекает по стенке через кольцевую полость (15) и трубки (16) и отводится за пределы эжектора.
Работоспособность предлагаемого эжектора подтверждена экспериментом.
Были проведены эксперименты с подачей воды на внешнюю стенку сопла высоконапорного потока и с подачей воды через распылительное устройство во внутреннюю часть центрального тела. Эксперименты проводились с подачами воды двумя способами одновременно и по отдельности. Исследования показали, что оба способа одинаковы по эффективности, одновременная же подача, как сделано в предлагаемой модели увеличивает эффект от впрыска воды в два раза по сравнению с прототипом, что подтверждает положительные характеристики заявляемого эжектора.