Исследование и расчет струйного насоса с газожидкостной эжектируемой средой

• Автор: Подзерко, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 155 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Состояние вопроса
1.1. Многофазные (гетерогенные) системы.
1.2. Аппараты струйного типа
1.2.1. Газо-газовые и парогазовые установки
1.2.2. Жидкостно-жидкостные струйные насосы
1.2.3. Гидро- и пневмотранспорт
1.2.4. Газ-жидкость
1.2.5. Жидкая металлургическая ванна
1.2.6. ЖГЖ-насос
1.3. Краткий обзор известных методов расчета
1.4. Выводы по главе. Цель и задачи исследования
2. Расчетная модель и характеристики аппарата
2.1. Устройство и работа аппарата.
2.2. Расчетная модель
2.2.1. Некоторые сведения по газожидкостным системам.
2.2.2. Физическая модель
2.2.3. Базовая система уравнений
2.3. Характеристики струйного аппарата и их анализ
2.3.1. Уравнение безразмерной напорной характеристики.
2.3.2. Обоснование единственности решения
2.3.3. Факторы, ограничивающие диапазон работы струйного насоса
2.3.4. Влияние рабочих параметров на характеристики аппарата
3. Экспериментальные исследования и метод расчета струйного аппарата с газожидкостной эжектируемой средой
3.1. Результаты эксперимента.
3.1.1. Задачи проведения эксперимента.
3.1.2. Описание экспериментальных установок. Порядок проведения испытаний и контрольно - измерительные
приборы
3.1.3.Обработка и анализ полученных данных
3.2. Расчет струйного насоса с газожидкостной эжектируемой средой
3.3. Выводы по главе
4. Струйные насосы в системах вакуумирования энергетических установок
4.1. Анализ эффективности струйных аппаратов с газожидкостной эжектируемой средой.
4.2. Эжекторные установки с двухступенчатым сжатием газа
4.3. Новый струйный насос для систем вакуумирования паротурбинных установок
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ Программа расчета оптимального струйного насоса с газожидкостной эжектируемой средой.

ВВЕДЕНИЕ
Аппараты струйного типа получили широкое распространение в современной промышленности благодаря высокой надежности в работе и простоте конструкции. С развитием науки и техники появляются технологии, требующие применения струйных насосов с самыми различными сочетаниями взаимодействующих сред. Для успешной работы струйных устройств в таких условиях требуются достоверные методы их расчета и проектирования. Однако зачастую существующие методы нуждаются в существенных уточнениях, а в некоторых случаях сочетания взаимодействующих сред и вовсе отсутствуют.
Представленная диссертация является одним из результатов цикла научных исследований, проводимых кафедрой “Гидравлика и гидропневмосистемы” Южно-Уральского государственного университета с целью совершенствования эжекторов и гидросистем, построенных на их основе. Диссертация составлена из четырех глав, основных выводов, списка литературы и приложения.
В первой части рассмотрены многофазные системы как один из важнейших способов интенсификации различных технологических процессов. Показано, что среди технологического оборудования, реализующего те или иные методы интенсификации рабочего процесса на основе многофазных систем, подавляющее большинство составляют струйные насосы. Предложена классификация разнофазных аппаратов струйного типа, проанализированы существующие методы их расчета. Доказано, что струйные насосы, эжектирующие газожидкостные смеси, находят самое широкое применение, однако методов их расчета (хотя бы эмпирических) нет. На основе выполненного анализа состояния вопроса сформулированы цель и задачи исследования.
Во второй главе на основе существующих сведений по газожидкостным системам составлена физико-математическая модель рабочего процесса. На основе принятой расчетной модели получены важнейшие характеристики струйного насоса с газожидкостной эжектируемой средой и

Необходимо отметить, что, занимая промежуточное положение между струйными насосами жидкостно-жидкостного типа и жидкостно-газовыми эжекторами (см. рис.2), струйный насос с эжектируемой газожидкостной средой имеет ряд отличий рабочего процесса от обоих вышеуказанных типов СА. Так, например, при его расчете нельзя пренебрегать сжимаемостью пассивной среды, как в случае жидкостно-жидкостного насоса. С другой стороны, с учетом того, что на всасывании ЖПЖ-насоса уже сформирована газожидкостная смесь пузырькового типа, рабочий процесс в камере смешения такого аппарата не будет сопровождаться инверсией фаз в скачке уплотнения, как у жидкостно-газового эжектора.
Активная струя жидкости, обмениваясь энергией с пассивным потоком в процессе перемешивания, будет лишь дробить наиболее крупные пузыри газа на более мелкие и как бы “разбавлять” исходную газированную жидкость. Все эти особенности необходимо учитывать при построении расчетной модели.
2.2. Расчетная модель.
2.2.1. Некоторые сведения по газожидкостным системам.
Как уже отмечалось ранее, совместное течение жидкости и газа отличается большим разнообразием и зависит от физических свойств компонентов и их количественного соотношения, конфигурации проточной части и гидродинамической обстановки. Визуально были выделены следующие основные виды режимов течения газожидкостных потоков [48,94].
• пузырьковый, представляющий собой движение большого количества малых по сравнению с диаметром канала пузырьков;
• эмульсионный, представляющий собой движение смеси, состоящей из большого количества относительно небольших, сильно взаимодействующих пузырей газа в несущем потоке жидкости;
• снарядный — газ движется в виде больших пузырей (снарядов), разделенных жидкими пробками;