Струйный насос — это устройство, использующее принцип струйного эффекта для перекачки жидкостей. Он работает на основе высокой скорости потока жидкости, который создаёт разряжение, позволяющее воде или другой жидкости поступать в насос и выходить из него под давлением.
Эти насосы широко применяются в различных отраслях, включая сельское хозяйство, промышленность и коммунальное хозяйство, благодаря своей простоте, высокой надёжности и отсутствию moving parts, что снижает вероятность поломок.
Основы гидравлики
Пожалуй, каждый пользовался пульверизатором, встроенным во флакончик с одеколоном или духами. Нажал на головку флакона, и через крохотное отверстие на вас устремляется освежающая струйка смеси воздуха и аромата. Но далеко не все задумывались над тем, что каждый раз, таким образом, используют на практике принцип работы одной из разновидностей гидравлических машин — струйного насоса.
Струйные насосы относятся к типу динамических насосов, так же, как лопастные, электромагнитные, вихревые и некоторые другие конструкции, использующие в своей работе энергию рабочих органов, силы трения или внешние силовые поля. Струйный насос для увеличения кинетической энергии перемещаемого потока использует энергию постороннего потока жидкости, пара или газа. Этот тип гидравлических машин считается самым простым по конструкции — в них нет движущихся механических частей, подверженных износу и поломке, и если подводимый внешний поток уже обладает кинетической энергией, то вся конструкция может состоять из двух трубок, соединенных особым образом. Некоторое усложнение конструкции вызывает необходимость применения вентиля или (как в примере с пульверизатором) — механизма для ускорения внешнего потока, но и такие элементы не вносят в конструкцию большой сложности.
До изобретения простых в использовании источников энергии, в частности — электрической, струйные насосы были широко распространены в различных машинах и механизмах, как генераторы гидравлической энергии именно благодаря своей простоте и неприхотливости.
Принцип работы струйного насоса
Упрощенно работу струйного насоса можно объяснить следующим образом: жидкость, пар или газ подается под большим давлением через трубку, оснащенную соплом, в подводящую камеру, соединенную с питающим трубопроводом. В подводящей трубе, за соплом, происходит резкое падение давления — при определенной скорости истечения рабочего вещества (жидкости, газа или пара) в камере образуется вакуум, т. е. давление становится ниже атмосферного, что приводит к всасыванию жидкости из питающего трубопровода. Далее оба компонента (и рабочая среда, и разгоняемая жидкость) перемешиваются, обмениваются кинетической энергией, и попадают в диффузор насоса, а оттуда — в напорный трубопровод или резервуар-сборник.
Как уже указывалось выше, рабочая среда может быть представлена потоком жидкости, обладающим кинетической энергией, либо паром или газообразным веществом, находящимся под давлением. Струйные насосы, использующие для перекачки воды рабочее вещество в виде стороннего водного потока, называют водоструйными насосами.
Классификация струйных насосов
Струйные аппараты классифицируются в зависимости от вида рабочего вещества. Если в качестве рабочего вещества используется газ (сжатый воздух или какой-либо другой газ) , то струйный насос называют эжектором . Если рабочее вещество пар — насос называют инжектором , если горячая вода — элеватором , если холодная вода — гидроэлеватором . Таким образом, струйный насос может выполнять функции вентилятора, насоса или компрессора.
Достоинства и недостатки струйных насосов
Из изложенного выше можно понять, что к достоинствам этого типа насосов следует отнести простоту конструкции, и, как следствие низкую стоимость изготовления, обслуживания и эксплуатации. Кроме того их выгодно отличает высокая надежность в работе и небольшие габаритные размеры.
Основной недостаток струйных насосов — чрезвычайно низкий КПД (не более 25%) и необходимость подачи к соплу больших объемов рабочего вещества под высоким давлением.
Область применения струйных насосов
Благодаря перечисленным выше достоинствам, струйные насосы в настоящее время находят широкое применение во многих отраслях народного хозяйства, в частности в системах теплогазоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха. Так, примером использования струйного насоса в конструкции автомобиля может послужить карбюратор бензинового двигателя — в этом механизме реализуется способность струйного насоса придавать энергию струйке бензина энергию, смешивая при этом бензин с воздухом, выполняющем в данной конструкции функцию рабочей среды. Скорость воздушному потоку придает вакуум, создаваемый поршнями цилиндров двигателя при осуществлении цикла всасывания рабочей смеси.
В теплофикационных установках струйные аппараты используют в качестве смесителей на отопительных абонентских вводах (водоструйные элеваторы) , в вентиляционных установках — для создания непрерывного потока воздуха через каналы и помещения (эжекторы) , а В холодильной технике — в качестве агрегатов холодильных установок. Широко применяют водоструйные установки для подъема воды из глубоких колодцев и скважин, в канализации — для удаления осадка из песко- илосборников.
Характеристики и параметры струйных насосов
Одним из параметров, характеризующих струйный насос, является коэффициент инжекции α (коэффициент эжекции, коэффициент подсоса) , который определяется, как отношение подачи насоса к расходу рабочей жидкости. При этом полная подача насоса QO состоит из двух составляющих — расхода рабочей жидкости Q1 , подаваемой в сопло насоса, и расхода подсасываемой жидкости Q2 . Тогда коэффициент инжекции (подсоса) может быть определен по формуле:
Отношение высоты подъема перекачиваемой жидкости H0 к рабочему напору H1 называется коэффициентом напора струйного насоса β :
Коэффициент полезного действия струйного насоса определяется по формуле:
где: NП = QOH0γ — полезная мощность струйного насоса; N1 = Q1H1γ — затраченная мощность. α и β — рассмотренные выше коэффициенты.
Как уже упоминалось выше, КПД струйных насосов невелик, и обычно лежит в пределах 0,15. 0,25.
Приближенно расход рабочей жидкости, который необходимо подать к соплу струйного насоса, можно определить по формуле:
Расчет струйных насосов при заданных значениях QO , Q1 , H0 и H1 сводится к нахождению оптимальных размеров сопла, камеры смешения и диффузора.
Источник3: www.mrmz.ru
Версия для печати >>
Отправить заявку
 |
8-800-550-07-58 , (499) 262-22-88 (496) 646-61-62, 646-66-64 |
В жизни и своем развитии человек всегда испытывал необходимость в перемещении (транспортировании) различных жидкостей, гидросмесей, а также сыпучих, вязких и других материалов.
СТРУЙНЫЕ НАСОСЫ
 |
Струйные насосы из числа насосов-аппаратов имеют наиболее широкую область применения и наибольшее разнообразие конструкций. Струйные насосы просты по устройству, надёжны и долговечны в эксплуатации, но их кпд не превышает 30% .
Струйные насосы относятся к динамическим насосам трения . У этих насосов отсутствуют вращающиеся части, а поток перекачиваемой жидкости перемещается за счет трения , возникающего между ним и другим (рабочим) потоком жидкости. Струйные насосы предназначены для перекачки и откачки жидкостей вязких сред и газов с помощью кинетической энергии воды или пара.
В струйных насосах для перемещения жидкостей и создания напора используют кинетическую энергию другой жидкости, которую называют рабочей (пар, вода).
В водоструйном насосе рабочей жидкостью является вода . Рабочая жидкость поступает с большой скоростью из сопла через камеру смешения в диффузор, увлекая за счет поверхностного трения перекачиваемую жидкость. В наиболее узкой части диффузора скорость смеси рабочей и перекачиваемой жидкостей достигает наибольшего значения, а статическое давление потока становится наименьшим.
Перепад давлений в камере смешения и диффузоре обеспечивает подачу жидкости в камеру смешения из всасывающей линии. В диффузоре скорость потока уменьшается, но увеличивается потенциальная энергия давления, и жидкость под напором поступает в нагнетательный трубопровод.
Пароструйные насосы применяют в тех случаях, когда допустимо смешение перекачиваемой жидкости с водой, образующейся при конденсации пара, и одновременно ее нагревание. Такие насосы часто используют для подачи воды в паровые котлы.
В зависимости от видов рабочих и перекачивающих жидкостей различают следующие разновидности струйных насосов :
| Рис.1.Схема работы насоса-эжектора |
В качестве примера на рис. 1 приведена схема работы насоса-эжектора .
В струйном насосе-эжекторе поток рабочей жидкости разгоняется в сопле 1 и поступает в камеру смешения 2 , в которой устанавливается пониженное давление. Камера 2 соединена с сосудом 6 , в котором поддерживается более высокое давление. За счет разницы давлений перекачиваемая среда всасывается в камеру смешения 2 и смешивается с рабочей жидкостью. Далее смесь поступает в камеру смешения 3 и расширяющееся сопло 4 , в котором повышается статическое давление, и далее в патрубок нагнетания 5 . В качестве рабочей жидкости обычно используют воду, пар или газ высокого давления.
Преимуществом струйных насосов является отсутствие подвижных и вращающихся частей. Они малочувствительны к загрязненным и агрессивным жидкостям.
Недостатками струйных насосов являются невысокие давления на выходе и крайне низкие КПД ( 0,2-0,35 ), а Высокий шум при использовании пара в качестве рабочей жидкости.
ГАЗЛИФТЫ
| Рис.2. Схема работы газлифта1 — газированная нефть, 2 — компрессор, 3 — газлифтный клапан, 4 — интервал перфорации |
Газлифты и эрлифты являются разновидностью струйных насосов.
Газлифт (от английского to lift- поднимать) — устройство для подъема жидкости при помощи газа . Газлифт представляет собой вертикальную трубу, частично опущенную в жидкость. При подаче в нижний конец трубы газа в трубе образуется газожидкостная смесь, которая поднимается над уровнем жидкости. Применяются газлифты для подъема нефти и воды из буровых скважин, разлива жидкостей в химической промышленности и т.п.
Эрлифт — это устройство, предназначенное для подъема жидкости с некоторой глубины на определенную высоту при помощи сжатого воздуха . В частности, эрлифты различной производительности применяются для подачи активного циркуляционного ила и подъема сточной жидкости на небольшую высоту на канализационных очистных сооружениях, для подачи химических реагентов на водопроводных очистных сооружениях, для подачи воды из скважин.
Эрлифт состоит из трубы для подачи сжатого воздуха и смесителя, где образуется газо-жидкостная смесь, которая вследствие меньшего удельного веса поднимается по трубе. На выходе из нее газо-жидкостная смесь огибает отбойник. При этом из смеси выделяется воздух, а жидкость поступает в сборник.
Недостатками воздушных подъемников является сравнительно низкий КПД ( 25-35% ) и невозможность подъема жидкости с малой глубины.
ВЫТЕСТИТЕЛЬ, ИЛИ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КАМЕРНЫЙ НАСОС (МОНЖУС)
 |
Для бестарного пневматического транспортирования порошкообразных и пылевидных материалов (цемента, гипса, извести, минеральных порошков и др.) применяются транспортные средства, оборудованные устройствами для загрузки и самозагрузки. К таким устройствам относятся монжусы .
Монжус представляет собой горизонтальный или вертикальный резервуар, в котором для перекачивания материала используется энергия сжатого воздуха или инертного газа .
Монжус работает периодически. Материал поступает в него по трубе наполнения через открытый кран, для чего открывают кран-воздушник (если наполнение происходит под атмосферным давлением) или кран, соединяющий монжус с вакуум — линией (если наполнение происходит под вакуумом). При передавливании материала все эти краны закрывают и открывают кран на нагнетательной трубе и кран подачи сжатого газа, давление которого контролируют по манометру. После опорожнения монжуса эти краны закрывают и открывают кран для сообщения монжуса с атмосферой.
Достоинством монжусов является отсутствие в них движущихся частей, которые наиболее быстро разрушаются из-за истирания и коррозии. Поэтому монжусы применяют для перекачивания загрязненных, химически агрессивных и радиоактивных материалов, несмотря на низкий КПД ( 10-20% ).
Монжус является только одним элементом (насосом) пневмотранспортной установки в целом, поэтому его работу нужно рассматривать в комплексе с пневмотранспортной системой.
В качестве примера приводится технологическая схема ( рис. 3 ) и пневмотранспортная установка монжус 1200-6 ( рис. 4 ), предназначенная для пневмотранспорта цемента из силосов при его внутрискладских перекачках.
| Рис.3. Технологическая схема складской переработки цемента:1 — вагон типа "Хоппер", 2 — маневровая лебедка, 3 — приемный бункер, 4 — направляющий рукав, 5 — монжус 1200-6, 6 — устройство для переключения цементопроводов, 7 — емкость-хранилище, 8 — крытый вагон, 9 — пневморазгрузчик, 10 — вакуум-установка, 11 — фильтр, 12 — вагон-цементовоз, 13 — фильтр |
Рис.4. Пневмотранспортная установка периодического действия:1 — шибер, 2 — отсекающий затвор, 3 — затвор камеры, 4 — камера монжуса, 5 — заборное устройство, 6 — материалопровод, 7 — тензодатчик или конечный выключатель, 8 — электроконтактный манометр, 9 — магистральный затвор, 10 — аэроэлементы, 11 — концевой затвор, 12 — уловитель цемента, 13 — циклон, 14 — фильтр
К вытеснителям относятся так называемые насосы Гемфр и, в которых вытеснение воды происходит за счёт давления продуктов сгорания газа, природного или получаемого в газогенераторах. Подобные вытеснители использовались для отсоса больших объёмов воды и перемещения их на небольшие высоты, например, при орошении и осушении площадей в сельском хозяйстве.
Источник4: www.mrmz.ru