Search

The analysis of equipment for the sulfitation of sugar solutions is carried out. The shortcomings of the operation of a jet sulfitator are identified, for the elimination of which it is necessary to investigate the hydrodynamics of a two-phase flow in an ejector mixing chamber. An experimental setup is made. Ejectors with a compact and dispersed liquid jet are studied in a wide range of geometric characteristics (1.3...11.25). The range of the optimum geometric characteristic of the ejector (4...7) is established, at which the maximum ejection coefficient is reached. The numerical value of this coefficient depends on the supply pressure to the nozzle of the active jet and increases with its increase. At a liquid pressure on the nozzles P = 1.25·10 5 Pa, the ejection coefficient reaches a numerical value of 2.0. And the K ej for the ejector with a compact jet of liquid is 15...20 % lower than K ej for the ejector with a dispersed jet. The ejector locking mode is detected at low liquid feed pressures, which occurs when the resistances of the underwater gas path are equal and the movement of the water-air emulsion in the mixing chamber of the ejectors is equal. Explain the work of the ejector can be given the early crisis of drop resistance at small (Re≈40...130) values of the Reynolds criterion. For the investigated ejectors, the closing mode of the next one after the liquid supply pressure is 0.14...0.17 MPa.

Запропонована методика вибору геометричних параметрів свердловинного струминного насоса, яка забезпечує його експлуатацію в режимі максимального коефіцієнта корисної дії. Відповідно до розробленого алгоритму регламентуються співвідношення діаметрів робочої насадки, камери змішування та дифузора струминного насоса, а також відстань між соплом та камерою вирівнювання швидкостей та осьові розміри елементів протічної частини. В процесі встановлення необхідних розмірів елементів ежекційної системи врахований характер входження вільного робочого струменю в камеру змішування струминного насоса, який визначає вигляд та структуру розрахункових співвідношень, що регламентують осьову відстань між робочою насадкою та камерою відновлення швидкостей змішуваних потоків. Показаний взаємозв’язок між співвідношенням діаметрів камери змішування і робочої насадки та величиною коефіцієнта ежекції струминного насоса, який забезпечує його роботу з максимально можливими значеннями ККД ежекційної системи. Аналітичний характер встановлення гідравлічних взаємозв’язків між елементами ежекційної системи доповнено досвідом практичного використання глибинних струминних насосів при реалізації окремих технологічних процесів будівництва, експлуатації та ремонту нафтових свердловин., Предложена методика выбора геометрических параметров скважинного струйного насоса, обеспе- чивающая его эксплуатацию в режиме максимального коэффициента полезного действия. В соответствии с разработанным алгоритмом регламентируются соотношения диаметров рабочей насадки, камеры смешивания и диффузора струйного насоса, а также расстояние между соплом и камерой выравнивания скоростей и осевые размеры элементов проточной части. В процессе определения необходимых размеров элементов эжекционной системы учитывался характер вхождения свободной рабочей струи в камеру смешивания струйного насоса, который определяет вид и структуру расчетных соотношений, регламентирующих осевое расстояние между рабочей насадкой и камерой восстановления скоростей смешиваемых потоков. Показана взаимосвязь между соотношением диаметров камеры смешивания и рабочей насадки и величиной коэффициента эжекции струйного насоса, который обеспечивает его работу с максимально возможными КПД эжекционной системы, Аналитический характер определения гидравлических связей между элементами эжекционной системы дополнен опытом практического использования глубинных струйных насосов при реализации отдельных технологических процессов строительства, эксплуатации и ремонта нефтяных скважин., The method of choosing geometric parameters of the well hole pump which ensures its operation in the mode of maximum efficiency is proposed. According to the algorithm developed, the ratio of the diameters of the working nozzle, the mixing chamber and the diffuser of the jet pump, as well as the distance between the nozzle and the speed equalization chamber and the axial dimensions of the flow part elements are regulated. During the process of establishing the required dimensions of the elements of the ejection system, the nature of the free working jet into the mixing chamber of the jet pump is taken into account, which determines the shape and structure of the estimated ratios governing the axial distance between the working nozzle and the resuscitation chamber of the mixing streams. The relationship between the mixing chamber diameters and the working nozzle and the amount of the jet pump coefficient of ejection which ensures its operation with the maximum possible values of the ejection system efficiency is shown. The analytical nature of the establishment of hydraulic interconnections among the elements of the ejection system is complemented by the experience of the practical use of deep jet pumps in the implementation of certain technological processes of construction, operation and repair of oil wells.

The analysis of equipment for the sulfitation of sugar solutions is carried out. The shortcomings of the operation of a jet sulfitator are identified, for the elimination of which it is necessary to investigate the hydrodynamics of a two-phase flow in an ejector mixing chamber. An experimental setup is made. Ejectors with a compact and dispersed liquid jet are studied in a wide range of geometric characteristics (1.3...11.25). The range of the optimum geometric characteristic of the ejector (4...7) is established, at which the maximum ejection coefficient is reached. The numerical value of this coefficient depends on the supply pressure to the nozzle of the active jet and increases with its increase. At a liquid pressure on the nozzles P = 1.25·105 Pa, the ejection coefficient reaches a numerical value of 2.0. And the Kej for the ejector with a compact jet of liquid is 15...20 % lower than Kej for the ejector with a dispersed jet. The ejector locking mode is detected at low liquid feed pressures, which occurs when the resistances of the underwater gas path are equal and the movement of the water-air emulsion in the mixing chamber of the ejectors is equal. Explain the work of the ejector can be given the early crisis of drop resistance at small (Re≈40...130) values of the Reynolds criterion. For the investigated ejectors, the closing mode of the next one after the liquid supply pressure is 0.14...0.17 MPa., Проведено аналіз обладнання для сульфітації цукрових розчинів. Виявлено недоліки роботи струминного сульфітатора. Для встановлення закономірностей гідродинаміки двофазного потоку в камері змішування виготовлено експериментальну установку. Досліджувався ежектор з компактним та диспергованим струменем рідини. Встановлено оптимальну геометричну характеристику ежектора. Виявлено режим запирання за низьких тисків подачі рідини., Проведен анализ оборудования для сульфитации сахарных растворов. Выявлены недостатки работы струйного сульфитатора. Для установления закономерностей гидродинамики двухфазного потока в камере смешивания изготовлена экспериментальная установка. Исследован эжектор с компактной и диспергированной струей жидкости. Установлена оптимальная геометрическая характеристика эжектора. Выявлен режим запирания при низких давлениях подачи жидкости.

Лазарев Евгений Анатольевич, доктор технических наук, профессор кафедры «Двигатели внутреннего сгорания», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, lea2@mail.ru. Салов Андрей Юрьевич, аспирант кафедры «Двигатели внутреннего сгорания», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, s-1990@mail.ru. E.A. Lazarev, lea2@mail.ru, A.Y. Salov, s-1990@mail.ru South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Приведена методика расчета для системы, состоящей из турбокомпрессора, охладителя наддувочного воздуха и эжектора, установленного за турбиной. Она позволяет однозначно определить и связать давления и температуры воздуха и отработавших газов в основных сечениях проточной части компрессора и турбины с показателями эффективности элементов рассматриваемой системы на любом режиме работы дизеля. Исходными данными для расчета являются известные из проектного расчета геометрические размеры проходных сечений турбины, компрессора, эжектора, охладителя, а также текущие значения давления и температуры отработавших газов. Определены и рассчитаны характеристики подобной системы для дизеля серии 4Т. На внешней скоростной характеристике показаны изменения параметров отработавших газов перед турбиной и эжектором, наддувочного воздуха после компрессора и охладителя, охлаждающего воздуха перед эжектором, а также изменение степени повышения давления в компрессоре, степени понижения давления отработавших газов в турбине, мощности турбокомпрессора, расхода охлаждающего воздуха через охладитель и степени охлаждения наддувочного воздуха. В ходе расчета выявлена возможность регулирования системы на частичных режимах работы дизеля изменением площадей поперечного сечения сопла и камеры смешения эжектора. Также из условия достижения максимального коэффициента эжекции определен оптимальный закон изменения этих площадей при работе дизеля на частичных режимах. Для сравнения эффективности работы нерегулируемого и регулируемого эжекторов показаны изменения значений коэффициента эжекции для по внешней скоростной характеристике дизеля. Также численно смоделирована работа эжектора на разных режимах работы дизеля. Methods of calculating the characteristics of the system, consisting of a turbocharger, intercooler and ejector, which installed after the turbine. It allows to determine the parameters of the charge air before the valves at any operating mode of the diesel engine, as well as to find to find an ability to control of the ejector. Calculation allow one to relate the parameters listed devices and determine the parameters of the charge air, as well as other parameters, such as the power of the turbocharger and the pressure and temperature of the gases in the main sections of the compressor and turbine in any diesel engine operation. The initial data for this calculation are geometric dimensions of the turbine, compressor, ejector, intercooler, known in the design calculation and current values of the pressure and exhaust gas temperature. Shows the characteristics of such a system designed for diesel 4T series. On the full-load curve showing changes in temperature and exhaust gas pressure before the turbine and in front of the ejector, the pressure and temperature of the charge air downstream of the compressor and after cooling, the pressure and temperature of cooling air to the ejector, and changing the degree of pressure rise in the compressor, the degree of the exhaust gas pressure reduction in the turbine of the turbocharger power, cooling air flow through the cooler, the degree of cooling of the charge air.

Рассмотрены функциональные и конструктивные особенности системы эжекционного охлаждения наддувочного воздуха в дизеле с газотурбинным наддувом. Определены параметры газовых потоков и их изменение в газовом эжекторе системы.The design features of gas-jet ejector charge air cooling system of supercharged diesel engine. Determine gas flow parameters and changes of flow in the gas ejector system. Лазарев Евгений Анатольевич. Доктор технических наук, профессор кафедры «Двигатели внутреннего сгорания», Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), lea2@mail.ru. Салов Андрей Юрьевич. Аспирант кафедры «Двигатели внутреннего сгорания», Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), s-1990@mail.ru. Помаз Андрей Николаевич. Аспирант кафедры «Двигатели внутреннего сгорания», Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), a007007@yandex.ru. Е.А. Lazarev, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, lea2@mail.ru, A.Y. Salov, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, s-1990@mail.ru, A.N. Pomaz, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, a007007@yandex.ru

Представлены результаты численных и экспериментальных исследований эжекторов. Приведены расчетные и экспериментальные результаты определения коэффициента эжекции для газовых и газожидкостных эжекторов, которые имеют широкое применение в различных областях техники. Определены оптимальные геометрические параметры, влияющие на работу эжектора и обеспечивающие больший коэффициент эжекции при меньших потерях энергии активного потока. Особенностью данных исследований эжекторов заключается в том, что давление пассивного потока и давление на выходе из эжектора равны атмосферному давлению. При сравнении результатов расчетных исследований с экспериментальными данными наблюдается близкая сходимость. The results of numerical and experimental investigations of the ejectors have been given. The computational and experimental results of the determination of the coefficient of ejection for gas and gas-liquid ejectors that are widely used in different spheres of the technology have been presented. Gas ejectors are particularly used for the reduction of the temperature field of the combustion products in gas turbine engines. Gas-liquid ejectors found broad application in the field of fire–fighting equipment, which is used for the generation of water–air jet and remote mixture delivery to fight the seats of fire. Optimal geometric parameters that effect the ejector operation and possess a high coefficient of ejection at reduced energy losses of active flow have been determined. The peculiarity of these investigations of the ejectors is that the passive flow pressure and ejector output pressure are equal to atmospheric pressure. The comparison of the results of calculated and experimental data shows their close convergence.

Проанализированы пути оптимизации водовоздушного струйного насоса на основе экстремальных характеристик. Показано, что существенное повышение эффективности работы водовоздушного струйного насоса возможно за счет снижения противодавления, применения диффузора и побудителя пассивного потока. Предложено конструктивное решение по снижению давления за струйным насосом. The ways of optimization of the water-air jet vacuum pump on the basis of extreme performances are parsed. It is shown that essential growth efficiency of work of water-air jet pump is possible because decrease back pressure, use of diffusion and activator of inactive stream. Constructive decision for decrease pressure after jet pump is suggested. Спиридонов Евгений Константинович. Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Гидравлика и гидропневмосистемы», декан аэрокосмического факультета, Южно-Уральский государственный университет. Область научных интересов – прикладная гидромеханика и гидравлика, струйные аппараты, лопастные насосы и напорные гидросистемы. E-mail: ggps@susu.ac.ru Evgeny K. Spiridonov. The doctor of engineering science, professor, the Head of «Hydraulics and hydropnevmosystems» department, Dean of Aerospace faculty of South Ural state university. Professional interests: applied hydromachanics and hydraulics, jet devices, lobe pumps and pressure head hydraulic circuit systems. E-mail: ggps@susu.ac.ru Исмагилов Александр Рашидович. Аспирант кафедры «Гидравлика и гидропневмосистемы», Южно-Уральский государственный университет. Область научных интересов – прикладная гидромеханика и гидравлика, струйные аппараты. E-mail: shura.ismagilov@yandex.ru Alexander R. Ismagilov. Postgraduate student of «Hydraulics and hydropnevmosistems» department of South Ural state university. Professional interests: applied hydromachanics and hydraulics, jet devices. E-mail: shura.ismagilov@yandex.ru