RU2225541C2 - Method of and device for compression of media in jet apparatus - Google Patents
Method of and device for compression of media in jet apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2225541C2 RU2225541C2 RU2002103081/06A RU2002103081A RU2225541C2 RU 2225541 C2 RU2225541 C2 RU 2225541C2 RU 2002103081/06 A RU2002103081/06 A RU 2002103081/06A RU 2002103081 A RU2002103081 A RU 2002103081A RU 2225541 C2 RU2225541 C2 RU 2225541C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- supersonic
- shock wave
- supplying
- medium
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nozzles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области струйной техники и может быть использовано в различных отраслях экономики: теплоэнергетике для систем теплоснабжения, горячего водоснабжения, химводоподготовки, дегазации воды, подготовки мазута к сжиганию; в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, а также в химической, пищевой, фармацевтической промышленности в качестве дозаторов, гомогенизаторов, стерилизаторов и т.д.The invention relates to the field of inkjet technology and can be used in various sectors of the economy: power engineering for heat supply systems, hot water supply, chemical water treatment, water degassing, preparation of fuel oil for burning; in the oil and oil refining industry, as well as in the chemical, food, pharmaceutical industries as dispensers, homogenizers, sterilizers, etc.
Известен способ сжатия сред в струйном аппарате [1], заключающийся в том, что в аппарат подают с дозвуковой скоростью активную и пассивную среды, смешивают среды в камере смешения с формированием двухфазной смеси, с разгоном смеси сначала до звуковой скорости, а потом в камере расширения - до сверхзвуковой скорости, организуют скачок уплотнения для торможения смеси с соответствующим ростом статического давления после скачка и преобразованием потока в однофазный, после чего подают его потребителю.A known method of compressing media in an inkjet apparatus [1], which consists in the fact that the apparatus serves with subsonic speed active and passive media, mix the medium in the mixing chamber with the formation of a two-phase mixture, with the acceleration of the mixture first to sound speed, and then in the expansion chamber - to a supersonic speed, a shock wave is arranged to inhibit the mixture with a corresponding increase in static pressure after the shock and the transformation of the flow into single-phase, after which it is supplied to the consumer.
Из этого же патента известно устройство для осуществления способа сжатия сред в струйном аппарате, содержащее камеру смешения, коаксиально ей установленные сопла для подвода газообразной и жидкой сред, камеру расширения, размещенную на выходе камеры смешения и диффузор с горловиной, установленный на выходе камеры расширения, при этом горловина выполнена в виде цилиндрического патрубка.From the same patent a device is known for implementing a method for compressing media in an inkjet apparatus, comprising a mixing chamber, nozzles for supplying gaseous and liquid media coaxially mounted thereto, an expansion chamber located at the outlet of the mixing chamber and a diffuser with a neck mounted at the outlet of the expansion chamber, this neck is made in the form of a cylindrical pipe.
Однако в известном способе сжатия сред в камере расширения поддерживается атмосферное давление, что снижает эффективность работы струйного аппарата, затрудняет его надежную работу, а в ряде случаев делает аппарат неработоспособным. Кроме того, конструкция аппарата довольно сложная, поскольку для увеличения эффективности торможения сверхзвукового двухфазного потока диффузор выполняют со сложным профилем и снабжают его центральным телом, установленным на демпфирующей пружине.However, in the known method of compressing media in the expansion chamber, atmospheric pressure is maintained, which reduces the efficiency of the jet apparatus, impedes its reliable operation, and in some cases makes the apparatus inoperative. In addition, the design of the apparatus is quite complex, because to increase the braking efficiency of a supersonic two-phase flow, the diffuser is made with a complex profile and is equipped with a central body mounted on a damping spring.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ сжатия сред в струйном аппарате и устройство для его осуществления [2], заключающийся в том, что подают в аппарат с дозвуковой скоростью активную и пассивную среды, смешивают среды в камере смешения с формированием двухфазной смеси с разгоном смеси сначала до звуковой скорости, а потом в камере расширения - до сверхзвуковой скорости, организуют скачок уплотнения для торможения смеси с соответствующим ростом статического давления после скачка уплотнения и преобразованием потока в однофазный, после чего подают его потребителю, при этом статическое давление после скачка уплотнения должно быть меньше полусуммы давления торможения после скачка и статического давления перед скачком. Кроме того, в зоне истечения в камере расширения статическое давление перед скачком уплотнения устанавливают меньшим давления окружающей среды, а статическое давление после скачка уплотнения устанавливают большим или равным давлению окружающей среды.Closest to the claimed invention is a method of compressing media in an inkjet apparatus and a device for its implementation [2], which consists in the fact that active and passive media are fed into the apparatus at subsonic speed, the media are mixed in the mixing chamber with the formation of a two-phase mixture with acceleration of the mixture first to sound speed, and then in the expansion chamber to supersonic speed, a shock wave is organized to slow the mixture with a corresponding increase in static pressure after the shock wave and flow conversion single phase, and then supplied to the consumer, the static pressure after the shock wave should be less than half the sum of braking pressure after the jump, and the static pressure before the jump. In addition, in the expiration zone in the expansion chamber, the static pressure before the shock wave is set lower than the ambient pressure, and the static pressure after the shock wave is set to be greater than or equal to the ambient pressure.
В камеру смешения может быть подведен дополнительный поток, после чего смесь сред разгоняют до ее собственной скорости звука. Кроме того, к смеси сред до достижения ею собственной скорости звука может быть подведено тепло и/или масса и от сверхзвукового потока смеси сред может быть отведено тепло и/или масса.An additional stream can be introduced into the mixing chamber, after which the mixture of media is accelerated to its own speed of sound. In addition, heat and / or mass can be supplied to the mixture of media until it reaches its own speed of sound, and heat and / or mass can be removed from the supersonic flow of the mixture of media.
В этом же патенте описано устройство для реализации способа сжатия сред, содержащее камеру смешения, коаксиально ей установленные сопла для подвода газообразной и жидкой сред, камеру расширения, размещенную на выходе камеры расширения и диффузор с горловиной, установленный на выходе камеры расширения, при этом горловина выполнена конической, сужающейся по ходу потока смеси сред, камера расширения сообщена непосредственно с горловиной диффузора и снабжена выпускным патрубком с разгрузочным клапаном, причем диаметр горловины равен от 1 до 3 гидравлических диаметров выходного сечения камеры смешения. Кроме того, устройство может быть снабжено устройством подвода дополнительной среды в направлении движения потока среды в направлении движения потока смеси сред, расположенным до выходного сечения камеры смешения по ходу потока, горловина диффузора расположена соосно камере смешения, выходное сечение камеры смешения может быть выполнено в виде диафрагмы, а разгрузочный клапан может быть снабжен средством регулировки давления его открытия.The same patent describes a device for implementing a method of compressing media, comprising a mixing chamber, coaxially mounted nozzles for supplying gaseous and liquid media, an expansion chamber located at the outlet of the expansion chamber and a diffuser with a neck mounted at the outlet of the expansion chamber, the neck being made conical, tapering along the flow of the mixture of media, the expansion chamber communicates directly with the neck of the diffuser and is equipped with an outlet pipe with an unloading valve, and the diameter of the neck is equal to 1 3 hydraulic diameters of the outlet section of the mixing chamber. In addition, the device can be equipped with a device for supplying additional medium in the direction of flow of the medium in the direction of flow of the mixture of media, located upstream of the output section of the mixing chamber, the neck of the diffuser is aligned with the mixing chamber, the output section of the mixing chamber can be made in the form of a diaphragm , and the unloading valve can be equipped with means for adjusting the pressure of its opening.
Однако в известном устройстве сжатия сред необходимо обеспечить значительный расход активной среды. Например, в трансзвуковом струйном аппарате - “Транссонике” и его дальнейшей модификации “Фисонике”, используемом в теплоэнергетике, расход дорогостоящего пара достигает 14% от расхода подаваемой холодной воды. Кроме того, конструкция такого аппарата не позволяет широко варьировать выходными параметрами горячей воды.However, in the known device for compressing media, it is necessary to ensure a significant consumption of the active medium. For example, in a transonic inkjet apparatus - “Transonik” and its further modification “Fisonik” used in heat power engineering, the consumption of expensive steam reaches 14% of the flow rate of supplied cold water. In addition, the design of such an apparatus does not allow to widely vary the output parameters of hot water.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является исключение энергетических затрат на подачу пассивной среды и снижение расхода активной среды, а также регулирование характеристик активной и пассивной сред и расширение диапазона параметров среды, получаемой на выходе из аппарата: давление, температуры и скорости потока.The problem to which the invention is directed is to eliminate the energy costs of supplying a passive medium and reducing the consumption of the active medium, as well as regulating the characteristics of the active and passive environments and expanding the range of parameters of the medium obtained at the outlet of the apparatus: pressure, temperature and flow rate.
Указанная задача решается тем, что в способе сжатия сред в струйном аппарате, заключающемся в том, что подают в аппарат активную и пассивную среды, смешивают среды в камере смешения с формированием двухфазной смеси, с разгоном смеси сначала до звуковой скорости, а потом в камере расширения - до сверхзвуковой скорости, организуют скачок уплотнения для торможения смеси с соответствующим ростом статического давления после скачка уплотнения и преобразованием потока в однофазный, после чего подают потребителю, причем статическое давление после скачка уплотнения должно быть меньше полусуммы давления торможения после скачка уплотнения и статического давления перед скачком уплотнения, согласно изобретению активную среду подают в аппарат со сверхзвуковой скоростью и статическое давление в камере смешения устанавливают меньше давления пассивной среды, кроме того, давление торможения после скачка уплотнения устанавливают большим давления потребителя.This problem is solved by the fact that in the method of compressing media in an inkjet apparatus, which consists in supplying active and passive media to the apparatus, the media in the mixing chamber are mixed to form a two-phase mixture, with the mixture accelerated first to sound speed and then to the expansion chamber - to a supersonic speed, a shock wave is arranged to inhibit the mixture with a corresponding increase in static pressure after the shock wave and the flow is converted to single-phase, after which it is supplied to the consumer, moreover, the static pressure is According to the invention, the active medium is fed into the apparatus at supersonic speed and the static pressure in the mixing chamber is set lower than the pressure of the passive medium, in addition, the braking pressure after the shock is established high consumer pressure.
В части устройства струйный аппарат для реализации способа сжатия сред содержит камеру смешения, коаксиально ей установленные сопла для подвода газообразной и жидкой сред, камеру расширения и диффузор с горловиной, установленной на выходе камеры расширения, при этом горловина выполнена в виде цилиндрического патрубка, при этом камера смешения соединена с камерой расширения, сопло для подвода газообразной среды выполнено в виде геометрического сверхзвукового сопла, а диффузор с патрубком установлен с возможностью перемещения вдоль продольной оси.In terms of the device, the inkjet apparatus for implementing the method of compressing media comprises a mixing chamber, coaxially mounted nozzles for supplying gaseous and liquid media, an expansion chamber and a diffuser with a neck installed at the output of the expansion chamber, the neck being made in the form of a cylindrical nozzle, the chamber being mixing is connected to the expansion chamber, the nozzle for supplying a gaseous medium is made in the form of a geometric supersonic nozzle, and a diffuser with a nozzle is mounted with the possibility of movement along longitudinal axis.
Кроме того, камеры смешения и расширения могут быть выполнены с соосным им центральным телом, установленным с возможностью перемещения вдоль оси.In addition, the mixing and expansion chambers can be made with a central body coaxial with it, mounted for movement along the axis.
Геометрическое сверхзвуковое сопло для подвода газообразной среды может быть выполнено:A geometric supersonic nozzle for supplying a gaseous medium can be performed:
- кольцевым с центральным телом, установленным соосно соплу с возможностью перемещения вдоль оси;- annular with a central body mounted coaxially with the nozzle with the possibility of movement along the axis;
- прямоугольного или эллиптического сечения;- rectangular or elliptical section;
- с косым срезом сверхзвуковой части сопла;- with an oblique cut of the supersonic part of the nozzle;
- в виде соплового блока.- in the form of a nozzle block.
Кроме того, что для дополнительного подвода газообразной среды на боковой поверхности сверхзвуковой части геометрического сверхзвукового сопла могут быть выполнены отверстия.In addition, for additional supply of a gaseous medium on the side surface of the supersonic part of the geometric supersonic nozzle, holes can be made.
На фиг.1 представлен продольный разрез струйного аппарата для реализации способа сжатия сред; на фиг.2 - фрагмент струйного аппарата с центральным телом, соосным камерам смешения и расширения и установленным с возможностью перемещения вдоль оси; на фиг.3 - фрагмент струйного аппарата с геометрическим сверхзвуковым соплом для подвода газообразной среды, выполненным с центральным телом, установленным соосно соплу с возможностью перемещения вдоль оси; на фиг.4 - фрагмент струйного аппарата с сопловым блоком, обеспечивающим общий подвод активной среды, на фиг.5 - фрагмент струйного аппарата с отверстиями, выполненными на боковой поверхности сверхзвуковой части геометрического сверхзвукового сопла для подвода газообразной среды.Figure 1 presents a longitudinal section of a jet apparatus for implementing a method of compressing media; figure 2 is a fragment of an inkjet apparatus with a Central body, coaxial mixing and expansion chambers and installed with the possibility of movement along the axis; figure 3 is a fragment of a jet apparatus with a geometric supersonic nozzle for supplying a gaseous medium, made with a Central body mounted coaxially with the nozzle with the possibility of movement along the axis; figure 4 is a fragment of an inkjet apparatus with a nozzle block providing a common supply of the active medium; figure 5 is a fragment of an inkjet apparatus with holes made on the side surface of a supersonic part of a geometric supersonic nozzle for supplying a gaseous medium.
Устройство для осуществления способа сжатия сред содержит камеру смешения 1, коаксиально ей установленные: сопло 2 - для подвода пассивной среды, геометрическое сверхзвуковое сопло 3 - для подвода активной среды, камеру расширения 4, размещенную на выходе камеры, и диффузор с горловиной 5, установленный на выходе камеры расширения, при этом горловина выполнена в виде цилиндрического патрубка. Камера смешения 1 соединена с камерой расширения 4, а диффузор с патрубком 5 установлен с возможностью перемещения вдоль продольной оси. Кроме того, камеры смешения 1 и расширения 4 могут содержать центральное тело 6, установленное соосно с возможностью перемещения вдоль продольной оси.A device for implementing a method of compressing media comprises a
Геометрическое сверхзвуковое сопло 3 может быть выполнено кольцевым с центральным телом 7, установленным соосно соплу с возможностью перемещения вдоль продольной оси.The geometric
Геометрическое сверхзвуковое сопло 3 может быть выполнено в виде соплового блока 8 с общим подводом газовой смеси.Geometric
Геометрическое сверхзвуковое сопло 3 может быть выполнено с отверстиями 9 на боковой поверхности сверхзвуковой части сопла.Geometric
Способ сжатия сред в струйном аппарате осуществляется следующим образом. Активную среду подают через геометрическое сверхзвуковое сопло 3, в результате чего образуется сверхзвуковая неизобарическая струя. Поскольку активную среду подают в аппарат со сверхзвуковой скоростью и статическое давление в камере смешения устанавливают меньше давления пассивной среды, струя вовлекает в движение массу пассивной среды, поступающей через патрубок 2, с образованием двухфазной смеси, которая поступает в соединенные между собой камеры смешения 1 и расширения 4, где образуется сверхзвуковая двухфазная струя. При воздействии струи на выходной патрубок диффузора 5, установленный с возможностью перемещения вдоль продольной оси, образуется скачок уплотнения, что сопровождается уменьшением скорости потока, но значительным возрастанием его давления и температуры; причем давление торможения после скачка уплотнения устанавливают большим давления потребителя.The method of compressing media in an inkjet apparatus is as follows. The active medium is fed through a geometric
Для регулирования выходных параметров двухфазной смеси камеры смешения 1 и расширения 4 могут быть выполнены с соосным им центральным телом 6, установленным с возможностью перемещения вдоль оси.To control the output parameters of the two-phase mixture, the
Для изменения характеристик газообразной среды геометрическое сверхзвуковое сопло 3 для ее подвода выполнено кольцевым с центральным телом 7, установленным соосно соплу с возможностью перемещения вдоль оси.To change the characteristics of the gaseous medium, the geometric
С целью повышения эжекционных свойств сверхзвуковой неизобарической струи активной среды сверхзвуковое сопло для подвода газообразной среды 3 может быть выполнено: прямоугольного или эллиптического сечения, с косым срезом сверхзвуковой части сопла, а также в виде соплового блока 8 с общим подводом газовой смеси.In order to increase the ejection properties of a supersonic nonisobaric jet of an active medium, a supersonic nozzle for supplying a
Для улучшения смешения активной и пассивной сред на боковой поверхности сверхзвуковой части геометрического сверхзвукового сопла для подвода газообразной среды 3 выполнены отверстия 9.To improve the mixing of active and passive media on the side surface of the supersonic part of the geometric supersonic nozzle for supplying a
Заявляемый способ сжатия сред в струйном аппарате и устройство для его осуществления позволит исключить энергетические затраты на подачу пассивной среды и снизить расход активной среды до 10%. Кроме того, в зависимости от значений параметров однофазного потока на выходе из аппарата, необходимых потребителю, они могут изменяться в более широких, чем ранее пределах: например, давление до 300 атм, а температура до 190°С.The inventive method of compressing media in an inkjet apparatus and device for its implementation will eliminate the energy costs of supplying a passive medium and reduce the consumption of the active medium to 10%. In addition, depending on the values of the single-phase flow parameters at the outlet of the apparatus, which are necessary for the consumer, they can vary in a wider range than before: for example, pressure up to 300 atm, and temperature up to 190 ° С.
Источники информацииSources of information
1. Патент США № 3200764, кл. 417 - 185, 1965.1. US patent No. 3200764, CL. 417 - 185, 1965.
2. Патент Российской Федерации № 2016261, F 04 F 5/02, 1994.2. Patent of the Russian Federation No. 2016261, F 04 F 5/02, 1994.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002103081/06A RU2225541C2 (en) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | Method of and device for compression of media in jet apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002103081/06A RU2225541C2 (en) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | Method of and device for compression of media in jet apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002103081A RU2002103081A (en) | 2003-08-27 |
RU2225541C2 true RU2225541C2 (en) | 2004-03-10 |
Family
ID=32390208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002103081/06A RU2225541C2 (en) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | Method of and device for compression of media in jet apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2225541C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU227373U1 (en) * | 2024-01-11 | 2024-07-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | JET APPARATUS FOR INJECTION OF GASES |
-
2002
- 2002-02-04 RU RU2002103081/06A patent/RU2225541C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU227373U1 (en) * | 2024-01-11 | 2024-07-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | JET APPARATUS FOR INJECTION OF GASES |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2016261C1 (en) | Method and device for compressing mediums in jet apparatus | |
CA2592950C (en) | Nozzle reactor and method of use | |
US8746965B2 (en) | Method of dynamic mixing of fluids | |
US8387956B2 (en) | Heat-generating jet injection | |
AU2019325620B2 (en) | Linear throttling high regression rate vortex flow field injection system within a hybrid rocket engine | |
US9611496B2 (en) | Processes for extracting carbohydrates from biomass and converting the carbohydrates into biofuels | |
CA2224615A1 (en) | Nozzle for atomizing liquid in two phase flow | |
WO2015088983A1 (en) | Processes for extracting carbohydrates from biomass and converting the carbohydrates into biofuels | |
JP4493647B2 (en) | Spray nozzle for superheated liquid | |
US8453997B2 (en) | Supersonic nozzle | |
RU2225541C2 (en) | Method of and device for compression of media in jet apparatus | |
RU2155280C1 (en) | Gas-liquid jet device | |
US4316580A (en) | Apparatus for fragmenting fluid fuel to enhance exothermic reactions | |
US5045245A (en) | Device for atomizing liquid or for comminuting gas into small bubbles | |
RU2198323C2 (en) | Method of and device for continuous delivery of steam into water mains | |
RU2159684C1 (en) | Device for dispersing of liquid | |
RU2750125C1 (en) | Multi-nozzle gas ejector | |
RU2043584C1 (en) | Vortex tube | |
RU2765107C1 (en) | Method for heating the gas flow by aerodynamic braking of jets | |
RU8429U1 (en) | Inkjet | |
SU1166835A1 (en) | Method and apparatus for dispersing liqiud | |
RU2429228C1 (en) | Apparatus and method of producing carbamide | |
RU2248250C1 (en) | Hydrodynamic corrector of streams of liquids | |
RU2227878C1 (en) | Method of and device for vortex energy separation of flow | |
SU1512674A2 (en) | Injector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080205 |