ПІДВИЩЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА КОРИСНОЇ ДІЇ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЕЖЕКТОРА ЗА НЕОПТИМАЛЬНИХ РЕЖИМІВ РОБОТИ

Abstract

Мета. Підвищення ефективності центральних ежекторів за неоптимальних режимів роботи, зокрема – низьких коефіцієнтах ежекції. Методика. Мета дослідження реалізовувалася шляхом математичного моделювання у програмному середовищі SOLID WORKS COSMOS FLO та шляхом експериментальних досліджень на фізичній моделі. Результати. Отримані дані щодо кінематичної структури потоку в камері змішування центрального ежектора, які засвідчили, що при малих коефіцієнтах ежекції відбувається відрив потоку від стінок. Запропонований метод усунення відривних зон – заміна області їх існування твердими поверхнями. Наукова новизна. Доведено, що при малих коефіцієнтах ежекції в камері змішування центрального ежектора виникають відривні зони, які характеризуються високим рівнем дисипативних процесів. На підтримання цих процесів витрачається певна частина механічної енергії потоку, що призводить до зниження коефіцієнта корисної дії ежектора в цілому. Визначені умови виникнення відривних зон і їх геометричні параметри. Це дало змогу замінити область їх існування твердими тілами, що вводяться до камери змішування ежектора. Математичне й фізичне моделювання засвідчили підвищення ефективності роботи ежекторів з тілами заміщення в досить широкому діапазоні режимів роботи. Практична значимість. Центральні ежектори широко використовуються в різних галузях виробництва. Осно-вний їх недолік – низька ефективність роботи. Особливо це актуально при роботі в області низьких коефіцієнтів ежекції. Проведені дослідження дозволили віднайти метод підвищення коефіцієнта корисної дії ежекторів, що працюють у таких умовах. Метод достатньо простий, економічний, не вимагає додаткових експлуатаційних витрат, на виробництві він може бути реалізований силами обслуговуючого персоналу

Purpose. Improving of the central ejector efficiency under nonoptimal operating modes, in particular - low coefficients of ejection. Methodology. The purpose of the study was im-plemented by means of mathematical modeling in soft-ware environment SOLID WORKS COSMOS FLO and by experimental studies on the physical model. Results. The data about kinematic structure of the stream in the mixing chamber of the central ejector were obtained. They showed that at low ratios of ejection the separation of the flow away from the walls occurs. A method of eliminating separation zones – replacing of their existence areas by hard surfaces was proposed. Scientific novelty. It was proved that separation zones arise under small coefficients of ejection in the mixing chamber of the central ejector. They are charac-terized by a high level of dissipative processes. On main-taining of these processes some part of mechanical en-ergy of the stream is expended, leading to a decrease in efficiency of the ejector as a whole. The conditions of separation zones and their geometrical parameters were defined. It made possible to replace the area of their existence by solids introduced into the mixing chamber of the ejector. Mathematical and physical modeling showed improving of ejectors efficiency with replacement bodies within a wide range of operating modes. Practical significance. Central ejectors are widely used in various industries. Their main drawback is poor performance. This is especially true when working in the low coefficients of ejection. The conducted studies have provided a way to improve efficiency of ejectors working in such conditions. The method is simple, economical, does not require additional operating costs, it can be implemented by the staff in manufacturing.

Цель. Повышение эффективности центральных эжекторов при неоптимальных режимах работы, в частности – низких коэффициентах эжекции. Методика. Цель исследования реализовывалась путем математического моделирования в программной среде SOLID WORKS COSMOS FLO и путем экспериментальных исследований на физической модели. Результаты. Получены данные о кинематической структуре потока в камере смешения центрального эжектора, которые показали, что при малых коэффициентах эжекции происходит отрыв потока от стенок. Предложен метод устранения отрывных зон – замена области их существования твердыми поверхностями. Научная новизна. Доказано, что при малых коэффициентах эжекции в камере смешения центрального эжектора возникают отрывные зоны, которые характеризуются высоким уровнем диссипативных процессов. На поддержание этих процессов затрачивается некоторая часть механической энергии потока, что приводит к снижению коэффициента полезного действия эжектора в целом. Определены условия возникновения отрывных зон и их геометрические параметры. Это позволило заменить область их существования твердыми телами, вводимыми в камеру смешения эжектора. Математическое и физическое моделирование показали повышение эффективности работы эже-кторов с телами замещения в достаточно широком диапазоне режимов работы. Практическая значимость. Центральные эжекторы широко используются в различных отраслях производства. Основной их недостаток – низкая эф-фективность работы. Особенно это актуально при ра-боте в области низких коэффициентов эжекции. Про-веденные исследования позволили найти способ повышения коэффициента полезного действия эжекторов, работающих в таких условиях. Метод достаточно прост, экономичен, не требует дополнительных эксплуатационных расходов, на производстве он может быть реализован силами обслуживающего персонала.