Эжектор — это устройство, внутри которого происходит передача кинетической энергии от входа к выходу увеличивая скорость выхода. Эжектор устроен так, что работает по закону Бернулли и в большинстве случаев предназначен для струйных насосов. Данное устройство предназначено для модернизации системы водопровода при подачи воды с большой глубины.
Зачем нужны эжекторы и что это такое?
Для многих домовладельцев становится проблемой организация автономного водоснабжения в силу большой глубины шурфа.
Уже с восьмиметровой отметки начинаются проблемы. Для насосных станций с эжекторами те же возможности, что и для помп большой производительности. Использование глубоких источников требует применение мощных насосов погружного типа, которые стоят дорого.
Для чего нужны эжекторы? Чтобы не тратить деньги на дорогие модели. Использование недорогих насосных станций с эжекторами позволяют решить проблему с такой же эффективностью. При этом затраты на модернизацию минимальны. Причем можно улучшить систему локальным методом или приобрести комплекс, который изначально рассчитан для этого.
Принцип работы
Все эжекторы для насосных станций работают по одной и то же схеме. За основу взят принцип Бернулли. В соответствии с ним если ускорить поток, то в зоне перед точкой придания ускорения образуется зона разряженности. Давление в ней ниже, что служит причиной появления втягивающего эффекта. Если добавить его к потоку, формируемому насосной станцией, то результат такой модернизации – увеличения производительности.
Устройство
Какой бы тип устройства не рассматривался, эжекторный насос состоит из:
- отсека для всасывания;
- смесительной полости;
- диффузора;
- сужающегося патрубка.
Принцип действия в том, что из сопла (патрубка) жидкость выбрасывается с большой скоростью. Отток воды провоцирует появление внутри рабочей камеры пониженного давления, которое и затягивает жидкость. Цикл повторяется непрерывно, что позволяет поддерживать в трубопроводе постоянное давление.
Местная вентиляция
Практически на каждом предприятии имеются зоны или цеха, где организовано вредное производство. В целях нераспространения вредных веществ по всей территории предприятия предусмотрен этот вид вентиляции. Она удаляет ядовитые вещества сразу из того места, где они образуются.
Местная система может быть нескольких разновидностей:
- Воздушный душ.
- Завеса.
- Вытяжные зонты.
- Отсасывающие панели.
- Отсосы.
- Вытяжные шкафы.
В приточной вентиляции разновидностью воздухообмена являются воздушный душ или оазис. В этих системах воздушный душ поставляет чистый воздух к рабочим местам и при этом происходит снижение температуры в зоне притока. Оазис – это система, подающая охлажденный воздух, разделенная перегородками. Еще разновидностью местной системы циркуляции является воздушная завеса, она способна изменить направление движения воздушных масс. Местная вентиляция не только позволяет эффективно избавить помещение от ядовитых веществ, но и сделать это достаточно экономично.
Общеобменная вентиляция менее эффективна по сравнению с местной, так как она просто меняет воздух во всем помещении одновременно. Происходит так называемое разбавление вредных веществ чистым воздухом. На многих химических предприятиях выделение вредных веществ может сильно варьировать, что делает использование общеобменной вентиляции совсем неэкономным.
Также в сильно больших производственных помещениях и там, где количество работающих людей небольшое, не имеет смысла использовать общеобменную вентиляцию. Достаточно установить местную систему в местах наибольшего скопления работников.
Разновидности эжекторов
Эжекторные насосы бывают паровыми, пароструйными и газовыми. Общий принцип их действия идентичен. Но приводится в действие устройства по-разному. Насос с эжектором парового типа применяется для откачивания газовых сред из замкнутого объема. Можно поддерживать давление на отрицательной отметке, делая среду разряженной. Сфера применения – промышленность.
Пароструйная конструкция предназначенная для работы с газовыми средами и жидкостями. Различие работы эжекторного устройства такого типа в том, что пар, проходящий сопло, на большой скорости затягивает с собой перекачиваемую среду. Учитывая высокую производительность, сфера применения данных приборов – срочная откачка воды, например, на корабле.
Газовый тип – отдельная категория эжекторов. Приборы работают на сжатом газе, который смешиваясь с перекачиваемой средой, направляется в диффузор для замедления. После его прохождения смесь вырывается сквозь отверстие сопла. Предназначены такие устройства в основном для газовой промышленности.
Встроенные модели
Разбираясь, что такое эжектор, необходимо рассмотреть классификацию этих приборов в зависимости от места установки. Встроенные модели являются частью конструкции, а точнее, ее составляющей. Эжектор может быть прикреплен на самом насосе или рядом с ним на единой станине. Монтаж заключается в прикреплении блока к основе и подключении силов
Схема работает при подъеме воды с глубины 10 метров. Точные параметры указываются в технической документации. Монтаж рекомендуется производить вне дома. Это может быть колодец, в котором установлен оголовок, или отдельно стоящее здание. Всему причиной повышенный уровень шума и вибрация. Если такой возможности нет, рассматривают следующий тип монтажа.
Выносные модели
В таком случае схема должны быть дополнена дополнительным баком для закачки жидкости. Скважина должна быть достаточно широкой, чтобы в нее можно было проложить два шланга. Производительность в данном случае уменьшиться на треть за счет уменьшения диаметра заборной трубы. Также потребуется отдельный трубопровод для подачи воздуха.
Но при такой комплектации в зодозаборнике создается область разрежения, которая позволяет поднимать жидкость с отметки более 50 метров. При этом расстояние от скважины до потребителя может быть более 40 метров. В этом случая насосную станцию можно установить в помещении внутри дома. Это может быть подвал, котельная, кладовая и т.д.
Эжекторные насосы
Процедура подключения эжектора в виде самостоятельного устройства заключается в двух этапах:
- Прокладывается дополнительная труба по всем правилам, которые брались за основу при монтаже трубопровода для подачи воды. Дополнительная труба нужна для подачи нагнетающей среды.
- Подсоединение патрубка к всасывающему узлу. Требуется смонтировать фильтр грубой очистки и обратный патрубок. Рекомендуется монтаж вентиля для регуляции работы системы.
Вентиль необходим в том случае, если уровень воды в шурфе больше того, на который рассчитан насос. В данном случае можно отрегулировать нагнетаемый поток.
Эжекторная насосная станция
Насосная станция со встроенным эжектором – это комплекс оборудования, изначально рассчитанный для выполнения работы в определенных условиях. Главными параметрами, которые берутся в учет при выборе, являются мощность и производительность. Первая характеристика означает способность поддерживать давление в системе, а также возможность удержания водяного столба и передачу жидкости на расстояние по горизонтальному трубопроводу.
Вторая характеристика – производительность. Это количество жидкости, перекачиваемое за единицу времени. Данный параметр не может быть большим, чем дебит скважины. Если речь идет о покупке насосной станции со встроенным эжектором, то в технической документации указаны общие выходные характеристики. Это значит, что никаких дополнительных расчетов производить не придется.
Особенности устройства
Устройство эжектора очень простое, его даже можно собрать вручную из обычных материалов. Конструкция устройства состоит из таких частей, как:
- Диффузор;
- Узел для смещения;
- Камера, всасывающая воду;
- Сопло, зауженное книзу.
Принцип действия насоса
Работа устройства основана на законе Бернулли. При увеличении скорости движения определенного потока, вокруг него создается поле с низким уровнем давления. В связи с этим создается эффект разряжения. Жидкость, проходя через сопло, зауженное книзу согласно его конструкции, постепенно увеличивает скорость. После чего жидкость, попадая в смеситель, создает в нем низкое давление. Таким образом, давление жидкости, которая попадает в смеситель через всасывающую воду камеру, значительно повышается.
Стоит также отметить, что для правильной работы эжектора он должен быть установлен на насос так, чтобы некоторая часть жидкости, которая поднимается с помощью насоса, оставалась внутри устройства, а, точнее, сопла, создавая необходимое давление постоянно. Именно благодаря такому принципу работы удается поддерживать постоянный ускоренный поток. Использование подобного устройства позволяет значительно сэкономить электроэнергию.
Недостатки и плюсы естественной воздухоносной системы
Для оборудования такого типа воздухообмена не требуется дополнительных затрат. С помощью него можно легко организовать очищение больших помещений. Искусственная вентиляция в этом случае потребовала бы установки специального оборудования и большого расхода электроэнергии. Кроме этого, надо иметь еще в штате людей, которые бы обслуживали все эти приборы.
Несмотря на положительные стороны такого воздухообмена, недостатки всегда можно найти. Например, используя естественную систему, невозможно отрегулировать влажность на предприятии. Естественная циркуляция воздуха не сможет очистить его от пыли, а также невозможно обеспечить приток к определенным зонам в цехах.
Отличие от инжектора
Оба эти устройства относятся к струйным, то есть для отсасывания жидких и газовых веществ.
Эжектор — это устройство, в котором от рабочей среды с большой скоростью передается кинетическая энергия к нерабочей, то есть пассивной среде, посредством их смещения.
Инжектор — устройство, в котором происходит сжатие газов и жидкостей.
Главное отличие этих устройств заключается в способе передачи энергии к пассивной среде. Например, в инжекторе подача происходит за счет давления, а в эжекторе подача происходит за счет создания эффекта самовсасывания.
Этот старый новый струйный аппарат
Струйные аппараты используются уже почти два столетия, однако уровень знаний об их функциональных возможностях вряд ли можно назвать достаточным. Поэтому область их применения в настоящее время крайне ограничена.
Первые подобные аппараты – они применялись для воды и водяного пара – создали известные ученые Бернулли, Цейнер и Ренкин. Российские ученые Соколов, Зингер и Темнов разрабатывали струйные аппараты для различных газов и жидкостей, а также сыпучих материалов.
Стоит отметить, что интенсивные теоретические исследования и широкое практическое внедрение струйных аппаратов отмечены в периоды экономических спадов: они позволяют более рационально использовать энергию – и, следовательно, сократить потребление ресурсов.
Эжектор и инжектор
Струйный аппарат, как известно, – устройство для нагнетания или отсасывания жидких, газообразных или сыпучих веществ. Его работа основана на обмене механической энергией двух потоков веществ в процессе их смешения. Поток с более высоким давлением называется рабочим (или потоком рабочей среды), а с низким – пассивным (потоком пассивной среды).
Как правило, конструкция такого агрегата включает в себя сопло, диффузор, приемную и смесительную камеры. Рабочий поток выбрасывается из сопла в приемную камеру с большой скоростью и увлекает за собой пассивную среду. В камере смешения происходит выравнивание скоростей (давлений) потоков сред. Затем смешанный поток направляется в диффузор, где его кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию сжатия, под действием которой происходит дальнейшая транспортировка перекачиваемой среды.
Наряду с простотой конструкции, надежностью работы и легкостью обслуживания существенным достоинством струйных аппаратов является отсутствие электрооборудования, а также движущихся и вращающихся узлов и деталей. И хотя коэффициент полезного действия аппаратов не очень высок, явные преимущества перед другими устройствами аналогичного назначения позволяют применять их во многих отраслях техники.
Различают два вида струйных аппаратов: эжекторы и инжекторы.
Эжекторы (дословно переводится как «толкатель») – устройство, в котором кинетическая энергия передается от рабочей среды, движущейся с большей скоростью, к пассивной среде. Передача энергии происходит в процессе смешения сред. Эжекторы широко используются в качестве смесителей – например, в химической и нефтеперерабатывающей промышленности.
Инжектор (дословно – нагнетатель) – устройство для сжатия газов и паров, а также нагнетания жидкости в различные аппараты и резервуары. Инжекторы нашли свое применение в автомобилях, паровозах, локомобилях и небольших котельных установках – для подачи питательной воды в паровой котел.
Основным и принципиальным отличием эжектора от инжектора является способ подвода пассивной среды в устройство. Если в инжектор пассивная среда подается под давлением, то в эжектор пассивная среда поступает за счет возникновения эффекта самовсасывания.
Первые сто лет своего существования струйные аппараты применялись только для повышения эффективности термодинамического цикла «пар – конденсат». Однако по мере развития промышленности диапазон их практического использования стал расширяться. Сейчас струйные аппараты приготавливают пеновоздушные и пеноводяные огнегасящие смеси, удаляют воду, повышают эффективность эксплуатации нефтяных и газовых скважин, транспортируют сыпучие и жидкие среды, подают смазку и топливо в машинах и механизмах и выполняют другие функции.
Чем отличается эжектор от инжектора?
Инжектор — это стандартный линейный ускоритель, благодаря которому происходит процесс внедрения заряженных частиц внутрь главного ускорителя. Существует несколько видов инжекторов, которые отличаются по принципу своей работы и многим другим характеристикам.
Эжектор — это устройство для отсасывания жидких или газообразных веществ и транспортирования гидросмесей. Он отличается от инжектора благодаря направленности своей работы в противоположную сторону. При этом естественно, что все эти технические различия учитывает конструкция аппаратуры, предназначенная для максимально быстрого и эффективного выполнения той функции, которая на нее возлагается.
Стоит отметить, что оба устройства компактные и имеют высокую скорость действия, которая требуется от них благодаря конструкции соседних узлов деталей и скорости движения жидкости или других веществ, используемых в конструкции.
Оба варианта представляют собой одно устройство только с разной направленностью действия. Это устройство — струйный насос.
Если насос функционирует в направленности инжектора, то он будет нагнетать жидкие или газообразные вещества. Если он на водяной основе, то использоваться для этого будет система нагнетания, которая позволяет работать даже при высоких значениях давления. В этом заключается отличие инжектора от другой аппаратуры.
Он выдает такое давление инжектируемой воды, которое превышает давление самого пара. Очень часто насосы на инжекторной основе используются в котельных, где требуется эффективная аппаратура для создания качественного нагнетания.
Что касается эжекторов, то дела с их использованием состоят несколько иначе. Для этого вода подается внутрь устройства и доходит до специального сопла. Далее она поступает в так называемую камеру смешивания, где и происходит существенное понижение давления до рабочих показателей.
Когда вода далее проходит по узкому сечению диффузора и забирает с собой воздух, создавая при этом разреженную атмосферу, которая создается в той же самой камере смешения для облегчения следования воды. Подачу инжектора можно просто регулировать при помощи специального патрубка, который подсоединяется к рабочей части аппаратуры.
При наличии многих общих черт стоит отметить, что разница в предназначении предусматривает также разницу в конструкции, ведь если устройству требуется нагнетать, то оно сможет работать с гораздо более высоким давлением, чем тот аппарат, который обязан только делать большой спектр работы по отсасыванию лишней воды.
Часть. 4 Эффект Эжекции
Хотелось бы поговорить об Эффекте Эжекции, как о самостоятельном физическом процессе (явлении).
В интернете очень скупо описан этот процесс. Максимум что можно найти – это примерно вот такое объяснение:
«Эффект Эжекции заключается в том, что поток с БОЛЕЕ ВЫСОКИМ давлением, движущийся с большой скоростью (эжектирующий поток или активный или первичный), увлекает за собой среду НИЗКОГО давления. Увлеченный поток называется эжектируемым ( или пассивным или вторичным). В процессе смешения (смешивания) двух сред происходит выравнивание скоростей, сопровождающееся, как правило, повышением Давления. Основная особенность физического процесса заключается в том, что смешение (смешивание) потоков происходит при больших скоростях эжектирующего (первичного) потока.»
Давайте чтобы не ломать язык от слов «эжектирующий поток» и «эжектируемый поток», для простоты общения назовем их так: «Первичный скоростной поток» и «вторичный поток», соответственно. Как мы видим, уже в определении этого процесса заложены некоторые неувязки и разногласия: 1.Если «Первичный скоростной поток» имеет БОЛЕЕ ВЫСОКОЕ давление, то как он захватывает молекулы Окружающей Среды (ОС) и создает «вторичный поток»? Ведь мы знаем, что воздушные массы ВСЕГДА движутся из зоны повышенного давления в зону пониженного. А по данному определению происходит все с точностью до наоборот, т.е. молекулы ОС с более низким давлением устремляются (создают вторичный поток) к потоку с большим давлением – бред! 2.Дальше утверждается, что в процессе смешения (смешивания) двух сред (двух потоков) параллельно с процессом выравнивания скоростей (т.е. торможением первичного потока), происходит, как правило повышение Давления. И встает вопрос: «Первичный скоростной поток» уже имеет (по определению) БОЛЕЕ ВЫСОКОЕ давление, и получается, что Давление повышается еще БОЛЬШЕ – опять бред! 3.Дальше утверждается что: Основная особенность физического процесса заключается в том, что смешивание потоков происходит при больших Скоростях Первичного потока. Ха. Ха. Ха. А что на маленьких скоростях не возникает эффект Эжекции? И что такое «большие Скорости» — это сколько?
