Струйный насос
В струйных насосах, в отличие от описанных выше машинных, нет движущихся элементов. В этих насосах высокоскоростная струя жидкости малого расхода увлекает (эжектирует) значительный объем среды, находящейся при меньшем давлении. На рисунке видно, что высокоскоростная струя эжектирующего потока подается через сопло в камеру, заполненную эжектируемой средой, и истекает вместе с ней через диффузор. Такие насосы находят применение в условиях, когда требуются высокая мощность и надежность: на горных разработках, в системах откачки воды.
Принцип действия
Струйные насосы имеют наиболее широкую область применения и наибольшее разнообразие конструкций. Одним из них является водоструйный насос, действие которого состоит в основном из трёх процессов:
- преобразования потенциальной энергии рабочей жидкости в кинетическую (в коническом сходящемся насадке),
- обмена количеством движения между частицами рабочей жидкости и подаваемой среды (в камере смешения),
- перехода кинетической энергии смеси рабочей и транспортируемой жидкостей в потенциальную (в диффузоре).
Когда жидкость (или газ) протекает по трубе, имеющей сужение, давление в сужении оказывается ниже, чем в остальных частях трубы (если при этом скорость потока в сужении не достигает скорости звука). Благодаря этому в камере смешения создаётся разрежение, что обеспечивает всасывание подаваемой среды. Затем давление смеси рабочей и транспортируемой жидкостей значительно повышается в результате снижения скорости движения, что делает возможным нагнетание. Струйные насосы просты по устройству, надёжны и долговечны в эксплуатации, но их КПД не превышает 30%.
Впервые это было установлено итальянским физиком Дж. Вентури (1746-1822), по имени которого была названа трубка, основанная на данном явлении. Если откачиваемый объем присоединить к трубе в месте ее сужения, то газ из него будет переходить в область пониженного давления и уноситься струей жидкости.
Пароструйные эжекторы
Простой лабораторный водяной насос откачивает воздух с помощью воды, протекающей по трубке с сужением. В промышленности же получили широкое распространение эжекторы, рабочей средой которых служит водяной пар. Такие пароструйные эжекторы применяются в самых разнообразных процессах, требующих пониженных температур и давлений. Промышленность выпускает пароструйные эжекторы различных типоразмеров с разным числом ступеней, позволяющие откачивать в промышленных масштабах жидкости и газы из технологических аппаратов, поддерживая в них пониженное давление. Основные преимущества таких насосов — простота конструкции, практически исключающая необходимость в ремонте и обслуживании, высокая производительность, хорошие вакуумные характеристики, малое потребление энергии и низкая стоимость. Диапазон рабочего вакуума — от атмосферного давления до 10-4 атмосферного и ниже.
