Инжектор

ИНЖЕКТОР (франц. injecteur, от лат. injicio — вбрасываю, впрыскиваю * а. injector; н. injektor, Strahlpumpe; ф. injecteur; и. inyector) — струйный насос для нагнетания газов, паров и жидкостей в различные аппараты, резервуары и трубопроводы, а также сжатия газов и паров.

Принцип работы инжектора основан на преобразовании кинетической и тепловой энергии рабочего потока в потенциальную энергию смешанного (рабочего и инжектируемого) потока (см. Инжекция). Достоинства инжектора — отсутствие движущихся частей, возможность повышения давления инжектируемого потока без непосредственной затраты механической энергии, простота конструкции и обслуживания, а также надёжность его работы.

Первый инжектор для питания водой паровых котлов изобретён французским конструктором А. Жиффаром в 1858. В зависимости от агрегатного состояния взаимодействующих сред различают инжектора равнофазные (газо-, паро-, водоструйные), разнофазные (газоводяные, водогазовые) и изменяющейся фазности (пароводяные, водопарогазовые). Инжектор состоит из рабочего сопла, приёмной и смесительной камер и диффузора. Приёмная и смеситительная камеры соединяются при помощи конфузора. Поток рабочей среды с большой скоростью поступает из сопла в приёмную камеру, где за счёт разности давлений и поверхностного трения всасывает и увлекает за собой инжектируемую среду низкого давления. В смесительной камере происходит выравнивание скоростей потоков сред, сопровождающееся, как правило, повышением давления. Смешанный поток направляется в диффузор, где происходит дальнейший рост давления и преобразование кинетической энергии потока в потенциальную, необходимую для нагнетания или транспортирования смеси по трубопроводу. Давление смешанного потока на выходе из диффузора имеет промежуточное значение между давлениями рабочего и инжектируемого потоков, в пароводяных инжекторах может даже превышать давление рабочего потока, что позволяет, например, при питании водой паровых котлов нагнетать воду в котёл отбираемым из него паром, преодолевая добавочные сопротивления в питательном трубопроводе. Наибольшую степень повышения давления обеспечивает смесительная камера цилиндрической формы, а оптимальное расстояние сопла от камеры определяется из условия, что конечное сечение свободной струи равно входному сечению камеры. Длина цилиндрической камеры выбирается в пределах 6-10 её диаметров, а длина диффузора с углом раскрытия 8-10° — в пределах 6-7-кратной разности его входного и выходного диаметров.

Совершенство инжектора определяется величиной коэффициента инжекции (соотношения массовых расходов инжектируемого и рабочего потоков) и кпд (отношения количества энергии, полученной инжектируемым потоком для увеличения его давления и скорости, к количеству энергии, затраченной рабочим потоком при его расширении до состояния смешанного потока). Коэффициент инжекции зависит от давления, температуры и скорости рабочего потока, физических свойств смешиваемых потоков. Кпд инжекции, как правило, не превышает 30- 35%, однако использование инжектора во многих отраслях промышленности позволяет получить более простые и надёжные технические решения по сравнению с использованием механических нагнетателей (насосов, газодувок, вентиляторов и др.). В горной промышленности инжектор применяют в качестве струйных насосов для пневмо- и гидротранспорта (гидроэлеваторы) различных сыпучих материалов (см. Загрузочный аппарат), для подъёма и перекачки воды из колодцев и скважин, для создания непрерывного вентиляционной потока, для усиления тяги в дымоходах, для перекачивания парогазовых смесей химически агрессивных корродирующих веществ, в абсорбционных и экстракционных аппаратах для создания контакта различных фаз и др.