Струйные аппараты

Струйные аппараты нашли широкое применение в различных областях техники. Они представляют собой устройство, которое позволяет подсасывать и поднимать на определенную высоту жидкость, порошок или другую рабочую среду. Достоинством струйных аппаратов является простота их устройства и безопасность в работе, что в какой-то мере искупает их основной недостаток - низкий коэффициент полезного действия, составляющий 25 %. В пожарной технике наиболее широко используются водоструйные аппараты, в которых рабочей средой, подводимой к аппарату, является вода, а эжектируемой - порошок, пенообразователь или вода (у гидроэлеваторов).

Принципиальное устройство водоструйного аппарата показано на рис. 3.5. Он состоит из следующих основных элементов: рабочего насадка 1, приемной камеры 2, камеры смешения 3, диффузора 4. Принцип действия аппарата состоит в следующем: рабочая жидкость с расходом воды Q ₁ проходит через насадок, на выходе из которого в результате увеличения скорости давление падает и в приемной камере образуется разряжение, за счет которого создается подсасываемый поток Q ₂.

Максимальное значение разряжения наблюдается на входе в камеру смешения. В диффузоре давление увеличивается. Струйный аппарат рассчитывается с использованием уравнений Бернулли для сечений I-I и II-II, III-III и IV-IV, V-V и VI-VI.

Для сечений I-I и II-II уравнение Бернулли имеет вид

. (3.20)

атм

атм

Q 2

VI

VI

4

V

V

IV

IV

III

III

I

I

II

II

2

1

Рис. 3.5. Схема водоструйного аппарата и примерное

распределение давления по его длине

В сечении I-I давление всегда избыточное, а в сечении II-II - вакуум. Тогда соотношение (3.20) перепишется в виде

. (3.21)

С учетом уравнения неразрывности потока жидкости

,

. (3.22)

Аналогичные соотношения получаются при использовании уравнения Бернулли для сечений III-III и IV-IV, V-V и VI-VI. Такая система уравнений позволяет связать между собой рабочие и геометрические параметры эжектора Q ₁, Q ₂, p ₁, p ₆, d ₂, d ₃. Обычно параметрами Q ₁, Q ₂, p ₁, p ₆ задаются, а значения d ₂, d ₃ находятся. Подробности расчета струйных аппаратов можно найти в специальной литературе, например [8, 9].