energyЭнергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations1029-74482414-0341BNTUenergy-859Research ArticleТЕПЛОЭНЕРГЕТИКАНEAT POWER ENGINEERINGПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СТРУЙНОГО НАСОСА ПРИ МАЛЫХ КОЭФФИЦИЕНТАХ ЭЖЕКЦИИIMPROVING EFFICIENCY OF THE JET PUMP AT LOW COEFFICIENTS OF EJECTIONБутенкоА. Г.ButenkoA. G.

Кандидат технических наук, доцент

Associate Professor, PhD in Engineering

alex_butenko@ukr.netСмыкС. Ю.SmikS. Yu.alex_butenko@ukr.netОдесский национальный политехнический университетУкраинаOdessa National Polytechnic UniversityUkraine201510062015028087Copyright © Бутенко А.Г., Смык С.Ю., 20152015Бутенко А.Г., Смык С.Ю.Butenko A.G., Smik S.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://energy.bntu.by/jour/article/view/859

Струйные насосы широко применяются как в энергетике, так и в других отраслях техники. Их основным недостатком является невысокая эффективность работы, который усиливается при работе струйных насосов с малым коэффициентом эжекции. Такие режимы работы иногда обусловлены характером технологического процесса, и поэтому их невозможно избежать. Статья посвящена поиску путей повышения эффективности работы центральных эжекторов при малых коэффициентах эжекции.

Путем математического моделирования изучены особенности кинематической структуры потока в камере смешения центрального эжектора, работающего с малыми коэффициентами эжекции. Математическое моделирование проводили с помощью прикладного пакета Solid Works Cosmos Flo. Показано, что в таких условиях у стенок камеры смешения образуются зоны обратных течений, которые снижают эффективность работы струйного аппарата. Потери энергии тем больше, чем большие размеры обнаруженных зон. Определены режимные области, в которых возникают зоны отрывного течения. Для предотвращения возникновения этих зон предложено замещать область их существования твердой поверхностью – телами замещения. По результатам математического моделирования определены геометрические параметры тел замещения для центральных эжекторов с разными модулями и коэффициентами эжекции, а также дано математическое описание их формы. Математическое и физическое моделирование работы центральных эжекторов с телами замещения показало возрастание коэффициентов напора и полезного действия таких аппаратов по сравнению с эжекторами традиционной формы. Повышение эффективности происходит в достаточно широком диапазоне режимов работы.

Предложенный метод повышения эффективности работы центральных эжекторов достаточно прост и не требует существенных финансовых затрат при реализации.

Jet pumps are widely used in the power industry as well as in many others. Their main disadvantage is low operating efficiency which aggravates when the jet pump is working with a low ejection coefficient. Such modes are sometimes unavoidable being conditioned by the character of technological process. The article considers methods of improving the operation of central ejectors at small ejection coefficients.

The authors use mathematical simulation approach to study the particularities of kinematic structure of the flow in the mixing chamber of the central ejector operating with low ejection coefficients. They utilize Solid Works Cosmos Flo application-program package for the mathematical simulation. The study shows that areas of reverse flows appear alongside the walls of the mixing chamber under the above conditions which reduces the efficiency of the jet apparatus. The more is the extent of the discovered areas the more is the loss of energy. The study detects the regime zones where detached flows areas appear. The authors propose to replace such areas with solid surface (substitution bodies) for preventing them from emerging. The  mathematical  simulation  results  determine  the  geometric  parameters  of the  substitution bodies for the central ejectors with different modules and ejection coefficients and yield mathematical description of their shape. Mathematical and physical simulation of the centralejector operation with the substitution bodies shows the increase in pressure-head and efficiency coefficients in such apparatuses as compared to ejectors of the conventional form. Efficiency increase is the case in quite a wide range of operating modes.

The proposed method of the efficiency increase for the central ejectors is rather straightforward and does not require substantial financial expenditures for its implementation.

струйный насоскоэффициент эжекцииматематическое моделированиеjet pumpejection coefficientmathematical modelingReferencesБутенко, А. Г. Комбинированная система очистки воздуха / А. Г. Бутенко, С. Ю. Смык // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2010. – № 6. – C. 66–69.Butenko, A. G., Smik, S. Yu. (2010) Combined Air-Cleaning System. Energotekhnologii i Resursosberezhenie [Power technologies and Resource Husbandry], 6, 66–69 (in Russian).Бутенко, А. Г. Разделение твердой фазы полидисперсного потока по фракциям в комбинированной системе очистки / А. Г. Бутенко, С. Ю. Смык, Д. А. Мовила // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2009. – № 4. – C. 68–70.Butenko, A. G., Smik, S. Yu., Movila, D. A. (2009) Separation of Solid Phase of Poly-dispersed Flow Into Streams in Combined Air-Cleaning System. Energotekhnologii i Resursosberezhenie [Power Technologies and Resource Husbandry], 4, 68–70 (in Russian).Бутенко, А. Г. Гідравлічний розрахунок комбінованої системи очищення повітря / А. Г. Бутенко, С. Ю. Смык // Труды Одесского национального политехнического университета. – 2011. – Вып. 1 (35). – C. 190–194.Butenko, A. G., Smik, S. Yu. (2011) Hydraulic Design (Computation) in Combined Air-Cleaning System. Trudy Odesskogo Politekhnicheskogo Universiteta [Proceedings of Odessa Polytechnical University], 1 (35), 190–194 (in Ukrainian).Бутенко, О. Г. Гідравліка і гідромашини / О. Г. Бутенко, О. М. Цабієв, С. В. Мельник. – Одеса : Наука і техніка, 2004. – 234 с.Butenko, A. G., Tsabiev, O. M., Melnik, S. V. (2004) Hydraulics HydroMachines. Odessa, Science and Engineering. 234 p. (in Ukrainian).Solid Works. Компьютерное моделирование в инженерной практике / А. А. Алямовский [и др.]. – СПб. : ВХВ – Петербург, 2005. – 800 с.Alyamovskiy, A. A., Odintsov, E. V., Ponomarev, N. B., Sobachkin, A. A., Kharitonovich, A. I. (2005) SolidWorks. Computer-Aided Modeling in Engineering Practice. Saint Petersburg, VHV – Peterburg. 800 p. (in Russian).Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы / Т. М. Башта [и др.]. – М. : Машиностроение, 1970. – 504 с.Bashta, T. M., Rudnev, S. S., Nekrasov, B. B., Baibakov, O. V., Kirillovskii, Iu. L. (1970) Hydraulics, Hydraulic Machines and Hydraulic Drives. ?oscow, Mashinostroenie. 504 p. (in Russian).Дунчевский, Г. М. Гидравлический расчет гидроструйных насосов и систем: Теория, справочный материал, программное обеспечение. Ч. 1 / Г. М. Дунчевский. – Одесса : ОПИ, 1992. – 66 с.Dunchevskiy, G. M. (1992) Hydraulic Design of Hydro-Jet Pumps and Systems. Theory, Reference Materials, Software. Part 1. Odessa, OPI. 66 p. (in Russian).Интенсификация работы газовой турбины за счет совершенствования аэродинамических процессов / А. Мазуренко [и др.] // Forum Energetykow GRE-2012, Szczyrk. – Poland, 2012. – Р. 25.Mazurenko, A., Arsiry, V., Kravchenko, V., Arsiry, E. (2012) Intensification of Gas Turbine Operation Due to Advancement of Aerodynamic Processes. Forum Energetykow GRE-2012. Poland, Szczyrk. 25 (in Russian).Arsiry, V. Reduction of Noise and Vibration of Turbo Machinery due to Improvement of Flowing Part / V. Arsiriy, E. Arsiriy // International Symposium on Compressor Turbine Flow Systems – Theory Application Areas “SYMKOM’08”. – Lodz : Institute of Turbomachinery Technical University of Lodz, 2008. – Р. 15–17.Arsiry, V., Arsiry, E. (2008) Reduction of Noise and Vibration of Turbo Machinery due to Improvement of Flowing Part. International Symposium on Compressor Turbine Flow Systems. Theory Application Areas “SYMKOM’08”. Lodz, Institute of Turbomachinery Technical University of Lodz, 15–17.Дейч, М. Е. Техническая газодинамика / М. Е. Дейч. – 3-е изд. перераб. – М. : Энергия, 1974. – 592 с.Deich, M. E. (1974) Engineering Gas Dynamics. 3rd Edition. ?oscow, Energia. 592 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.