Подробное описание паровой форсунки 

1. Основные понятия

Паровой инжектор, также известный как пароструйный насос, представляет собой устройство, которое использует энергию пара высокого давления для всасывания жидкости, наддува или создания вакуума.Благодаря преимуществам простой конструкции, отсутствию движущихся частей, низкой стоимости и простоте обслуживания, он широко используется во многих областях промышленности.

2.Во-вторых, принцип работы

Работа паровой форсунки основана на принципе преобразования энергии в гидромеханике, и весь процесс в основном делится на следующие три этапа：

(1) Ступень разгона рабочего параПар высокого давления (то есть рабочий пар) поступает в сопло для сжатия и расширения.Из-за резкого сокращения поперечного сечения сопла, в соответствии с принципами гидромеханики, скорость пара будет значительно увеличена, что может приблизиться к скорости звука или даже достичь скорости звука (в это время число Маха может быть близко к 1 или превышать его). Число Маха - это отношение скорости жидкости к скорости звука), и давление резко падает, образуя зону низкого давления на выходе из сопла.Этот процесс осуществляет преобразование энергии давления в кинетическую энергию.

(2) Стадия впрыска и смешивания
Зона низкого давления, образованная на выходе из сопла, создает всасывание, и всасываемая жидкость (которая может быть газом, паром или жидкостью, называемой корпусом струи) всасывается в камеру смешивания.В смесительной камере рабочий пар полностью контактирует с корпусом форсунки и смешивается с ним, и скорость их движения постепенно выравнивается.Эта стадия является ключевым процессом обмена энергией и передачи импульса между двумя жидкостями.

(3) Стадия расширения и наддува
Смешанная жидкость поступает в диффузорную трубку, и поперечное сечение диффузорной трубки постепенно увеличивается.Согласно законам гидромеханики, скорость жидкости в диффузоре уменьшается, кинетическая энергия преобразуется в энергию давления и, наконец, разряжается в состоянии, превышающем начальное давление тела струи, чтобы достичь эффекта наддува или разрежения тела струи.

3.В-третьих, структура
Паровой инжектор в основном состоит из трех частей: сопла, смесительной камеры и диффузора. Конструктивные характеристики каждой части следующие：

(1) Насадка
Форсунка является одним из основных компонентов паровой форсунки, и ее форма обычно имеет форму "сжатие-расширение".Такая конструкция позволяет эффективно ускорять подачу рабочего пара.Выбор материала для сопла должен определяться в зависимости от условий работы. В условиях высокой температуры и высокого давления обычно используется легированная сталь; в агрессивной среде используются коррозионностойкие материалы, такие как нержавеющая сталь или титановый сплав

(2) Смесительная комната
Роль смесительной камеры заключается в полном перемешивании рабочего пара с корпусом форсунки.Его форма в большей степени влияет на эффект смешивания, и для обеспечения равномерного смешивания двух жидкостей и снижения потерь энергии обычно используется соответствующая конусообразная или цилиндрическая конструкция.

(3) Диффузорная труба
Поперечное сечение диффузора постепенно увеличивается от входа к выходу, что используется для преобразования кинетической энергии смешиваемой жидкости в энергию давления.Его конструкция должна обеспечивать плавное замедление движения жидкости в нем и повышать эффективность преобразования энергии.

Кроме того, в зависимости от различных потребностей применения паровые форсунки подразделяются на одноступенчатые и многоступенчатые.Многоступенчатая паровая форсунка позволяет достичь более высокой степени разрежения или большей амплитуды наддува за счет последовательного сочетания нескольких инжекторных установок.

4.В-четвертых, сценарий применения
Обладая уникальными эксплуатационными характеристиками, паровые форсунки находят широкое применение во многих областях：

(1) Вакуумирование
1.В процессе дистилляции в химической промышленности паровой инжектор может поддерживать низкое давление в системе, снижать температуру кипения дистиллируемого вещества, повышать эффективность дистилляции и экономить энергию.
2.При вакуумной сушке в фармацевтической промышленности вакуумные условия, создаваемые паровым инжектором, могут ускорить испарение влаги из материала, избегая при этом порчи материала из-за высокой температуры.

(2) Ускоренное применение
В некоторых промышленных процессах жидкость низкого давления необходимо нагнетать для транспортировки или дальнейшей переработки.Паровой инжектор может использовать энергию пара высокого давления для нагнетания газа или жидкости низкого давления в соответствии с требованиями технологического процесса.Например, при транспортировке природного газа он может быть использован для повышения давления природного газа низкого давления.

(3) Применение теплопередачи
В некоторых системах теплопередачи паровые форсунки могут способствовать циркуляции и перемешиванию жидкостей и усиливать эффект теплопередачи.Например, в промышленной системе отопления теплоноситель полностью перемешивается с помощью паровой форсунки для повышения эффективности теплопередачи.

5.В-пятых, меры предосторожности

(1) Стабильные параметры рабочего пара: необходимо обеспечить стабильность давления и температуры рабочего пара.Если колебания параметра слишком велики, давление на выходе из сопла будет нестабильным и эффективность всасывания снизится.В то же время необходимо избегать попадания воды с паром, поскольку капли воды могут вызвать эрозию сопла, что повлияет на срок службы и производительность оборудования.

(2) Очистка оборудования и защита от засорения: Форсунка и диффузор являются ключевыми компонентами. Если пар загрязнен, а корпус форсунки содержит примеси (например, пыль и капли жидкости), это может нарушить распределение расхода и серьезно повлиять на производительность.Поэтому оборудование необходимо регулярно чистить и, при необходимости, устанавливать фильтры.

(3)Совместимость с жидкостями: Если корпус форсунки содержит агрессивные компоненты (например, кислые газы), необходимо выбрать коррозионностойкие материалы (например, нержавеющую сталь, титановые сплавы и т.д.), чтобы избежать коррозии и протечек оборудования и обеспечить безопасное производство.

(4) Герметизация и согласование давления: Соединение оборудования должно быть строго герметичным, чтобы предотвратить проникновение воздуха и повлиять на степень разрежения.В то же время рабочее давление пара, давление корпуса форсунки и давление нагнетания должны соответствовать расчетному соотношению, в противном случае возможна “перегрузка” или резкое падение КПД.

(5)Требования к монтажу: При монтаже обеспечьте концентричность сопла и диффузора, в противном случае это повлияет на состояние потока жидкости и снизит эффективность работы оборудования.Соединение трубопровода должно быть прочным и надежным, чтобы избежать утечки из-за вибрации и других причин.

(6)Эксплуатационные характеристики: При запуске следует сначала подать рабочий пар, а затем всасываемую жидкость, чтобы избежать резкого повышения давления; при остановке следуйте правильным инструкциям, чтобы предотвратить выливание жидкости.

(7)Цикл технического обслуживания: В зависимости от различных условий эксплуатации составьте разумный цикл технического обслуживания.В средах с высоким содержанием пыли и высокой коррозионной стойкостью циклы технического обслуживания следует сократить, а очистку и осмотры проводить чаще.

(8)Защита безопасности: Поскольку паровая форсунка использует пар высокой температуры и высокого давления, операторам и обслуживающему персоналу необходимо принимать меры безопасности, такие как ношение защитных перчаток и касок.В оборудовании должны быть приняты меры по теплоизоляции для предотвращения ожогов персонала.