1.2. Рабочий процесс пароэжекторного вакуумного насоса

Рабочий процесс пароэжекторной ступени можно представить на i –s диаграмме (рис.2).

В идеальном эжекторе без потерь рабочий пар из начального состояния (А) расширяется в сопле адиабатически до давления Р₂. Состоянию эжектируемого газа на входе в камеру смешения соответствует точка С, состоянию смеси при изобарическом смешении соответствует точка 3. В диффузоре смесь адиабатически сжимается от давления Р₂ (точка 3) до давления Р_с (точка 4). В реальном эжекторе все процессы идут с потерями. Процесс смешения не является изобарическим. Состояние смеси в камере смешения характеризуется точкой Д. Сжатие – процесс не адиабатический, и смесь в конце сжатия характеризуется точкой Е.

1.3. Коэффициент полезного действия (кпд)

КПД эжектора, как правило, не входит в расчетные уравнения, но знать его величину необходимо как для понимания сущности процесса, так и для проведения сравнительной технико-экономической оценки различных типов эжекторов, а также для сравнения с другими типами струйных вакуумных насосов.

Сложившаяся практика использует различные оценки энергетической эффективности рабочего процесса пароэжекторного вакуумного насоса.

Более простой и наглядный путь – это непосредственное определение КПД на основе эксергетического метода. Кроме общих балансовых уравнений энергии и массы для термодинамической системы характерен эксергетический баланс независимо от видов энергии, участвующих в процессе:

, (2)

, (3)

где индексы «и» означают вход и выход системы.

D – потери эксергии в системе. Е = 0 для стационарного процесса.

, (4)

где А_э – потоки эксергии, которые определяют полученный эффект .А₃ – потоки эксергии ,которые определяют затраты.

, (5)

где - поток эксергии.

Исходя из этого, рассмотрим процессы в струйном эжекторе. В нем смешиваются потоки, различающиеся по температурам, но главное по давлениям. Схему процесса можно представить следующим образом.

1 M₁; i₁; e₁; T₁; P₁

р абочий поток 3 M₃; i₃; e₃; T₃; P₃

э жектируемый

поток 2 M₂; i₂; e₂; T₂; P₂

Он включает расширение рабочего потока пара от Р₁ до Р₃ и производимое за счет этого расширения сжатия подсасываемого потока (от давления Р₂ до Р₃). Изображение этого процесса в координатах i – e представлено на рис. 3. Состояние рабочего пара определяется точкой 1, подсасываемого газа – 2. В идеальном случае состояние смеси отображается точкой 3, находящейся на прямой 1 – 2 (по правилу «рычага»), положение которой определяется соотношением потоков М₁ и М₂: М₂/М₁=(1-3)/(2-3).

Потери D в реальном эжекторе приводят к уменьшению давления и эксергии смеси. Действительное состояние пара на выходе из эжектора соответствует точке 3’, в которой давление .

Коэффициент полезного действия _е процесса в эжекторе определится из соотношения:

, (6)

где  - повышение эксергии,  - понижение.