射流器

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射流器工作原理

射流器工作原理

射流器工作原理射流器是一种常见的流体动力设备,广泛应用于工业、航空航天、化工等领域。

它利用高速流体通过喷嘴的原理,产生高速射流,从而产生动力效应。

下面将详细介绍射流器的工作原理。

一、射流器的基本结构和组成射流器主要由喷嘴、流体供给系统和控制系统组成。

1. 喷嘴:喷嘴是射流器的核心部件,通常由金属材料制成。

喷嘴的形状和尺寸会影响射流器的工作性能,常见的喷嘴形状有圆形、方形、圆锥形等。

2. 流体供给系统:流体供给系统主要包括流体储存装置、流体输送管道和流体泵等。

流体储存装置可以是气体瓶、液体储罐等,流体输送管道用于将流体从储存装置输送到喷嘴,流体泵用于提供流体的压力。

3. 控制系统:控制系统用于控制射流器的工作状态,通常包括开关、调节阀、传感器等。

通过控制系统,可以调节射流器的流量、压力和方向等参数。

二、射流器的工作原理射流器的工作原理基于质量守恒和动量守恒定律。

1. 质量守恒定律:质量守恒定律指出,在封闭系统中,质量不能被创造或消失,只能转化成其他形式。

射流器中的流体通过喷嘴时,质量守恒定律要求入口流体的质量等于出口流体的质量。

2. 动量守恒定律:动量守恒定律指出,在封闭系统中,动量的总量在时间内保持不变。

射流器中的流体通过喷嘴时,动量守恒定律要求入口流体的动量等于出口流体的动量。

基于以上两个定律,射流器的工作原理可以总结如下:1. 流体供给:流体从供给系统中储存装置流入喷嘴,形成高速射流。

2. 喷嘴收缩:喷嘴的形状使得流体流速逐渐增加,同时截面积逐渐减小。

这种收缩的设计有助于增加射流的速度和动能。

3. 射流产生:通过喷嘴的收缩设计,流体在喷嘴出口形成高速射流。

射流的速度和动能取决于喷嘴的形状、流体的压力和流量等参数。

4. 动力效应:射流产生的高速流体对周围介质产生作用力,从而产生动力效应。

这种动力效应可以用于推动物体、混合流体、清洗表面等。

三、射流器的应用领域射流器由于其简单、可靠、高效的特点,在许多领域得到广泛应用。

射流器工作原理

射流器工作原理

射流器工作原理射流器是一种常见的流体控制装置,广泛应用于工业和实验室中。

它基于质量守恒和动量守恒原理,通过改变流体的速度和压力来实现流体的控制和调节。

一、射流器的基本原理射流器的工作原理可以简单描述为:高速流体通过喷嘴射出,产生的冲击力和负压效应使得周围流体被吸入,并与射出流体混合形成一个混合流。

1. 喷嘴喷嘴是射流器的关键部件,通常由一个小孔或者狭缝组成。

当流体通过喷嘴时,由于喷嘴的几何形状和流体的速度,会产生高速的射流。

2. 冲击力当高速射流与周围介质相遇时,会产生冲击力。

这种冲击力可以用来清洗、切割、喷涂等工艺中,也可以用来增加流体的速度和压力。

3. 负压效应当高速射流通过喷嘴时,周围的空气被抽入射流中,形成一个负压区域。

这种负压效应可以用来吸附、吸尘、输送颗粒等应用中。

二、射流器的应用领域射流器作为一种流体控制装置,具有广泛的应用领域,下面列举几个常见的应用:1. 喷嘴射流器的喷嘴可以用于喷涂、清洗、冷却等工艺中。

例如,喷漆工艺中使用的喷枪就是一种射流器,它通过调节喷嘴的形状和流体的压力来控制喷涂的效果。

2. 吸尘器射流器的负压效应可以用于吸尘器中。

通过高速射流产生的负压区域,可以吸附周围的灰尘和杂物,实现清洁效果。

3. 混合器射流器的混合效应可以用于混合器中。

通过高速射流和周围流体的混合,可以实现不同流体的混合和均匀分布。

4. 空气增压器射流器的冲击力可以用于空气增压器中。

通过高速射流产生的冲击力,可以增加空气的速度和压力,实现空气增压的效果。

5. 风扇射流器的负压效应可以用于风扇中。

通过高速射流产生的负压区域,可以吸入周围的空气,并形成风流,实现风扇的效果。

三、射流器的优点和局限性射流器作为一种流体控制装置,具有以下优点:1. 简单结构射流器的结构相对简单,通常由喷嘴和进出口组成,易于创造和维护。

2. 高速流体射流器可以产生高速的流体,具有较大的冲击力和负压效应。

3. 节能环保射流器不需要电力或者机械传动,依靠流体自身的动能来工作,因此具有节能环保的特点。

射流器工作原理

射流器工作原理

射流器工作原理射流器是一种常见的流体动力装置,广泛应用于各个领域,包括化工、能源、环保等。

它通过将高速流体经过一个喷嘴或喷管加速,产生高速射流,从而实现一系列的工作目的。

本文将详细介绍射流器的工作原理及其应用。

一、射流器的基本结构和工作原理射流器主要由喷嘴、进口管道、出口管道和工作介质组成。

工作介质可以是气体、液体或固体颗粒。

射流器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤:1. 压缩工作介质:在射流器中,工作介质首先通过进口管道进入,然后经过压缩装置(如压缩机或泵)进行压缩。

压缩后的工作介质具有较高的能量。

2. 加速工作介质:压缩后的工作介质通过喷嘴或喷管进入射流器的出口管道。

喷嘴或喷管的形状和尺寸会对工作介质的流速和流量产生影响。

工作介质在喷嘴或喷管的作用下加速,形成高速射流。

3. 能量转换:在加速过程中,工作介质的动能增加,而静能减少。

这是因为高速射流的动能来自于工作介质的内能和压力能的转换。

射流器的设计要考虑如何最大限度地转化动能,提高射流的速度和功率。

4. 射流效应:高速射流具有一系列特性,如高速、高温、高压等。

这些特性使得射流器在许多应用中发挥重要作用。

例如,射流器可以用于清洗、喷涂、破碎、混合等工艺过程,还可以用于增加气体或液体的速度和压力,实现传送、冷却、加热等目的。

二、射流器的应用领域射流器由于其简单、高效、可靠的特点,在各个领域都有广泛的应用。

以下是射流器在几个典型领域的应用示例:1. 化工工业:射流器可以用于化工反应器的搅拌和混合,提高反应效率。

同时,射流器还可以用于气体和液体的传送、增压和喷雾等工艺过程。

2. 能源行业:射流器在能源行业中的应用非常广泛。

例如,射流器可以用于燃烧炉的燃烧和燃烧控制,提高燃烧效率和热能利用率。

此外,射流器还可以用于发电厂的烟气脱硫、除尘等环保设备中。

3. 环保工程:射流器可以用于废气处理、废水处理和固体废物处理等环保工程中。

例如,射流器可以用于烟气脱硫、除尘和废水曝气等处理过程,有效去除有害物质和污染物。

射流器工作原理

射流器工作原理

射流器工作原理引言概述:射流器是一种常见的流体传动设备,主要用于将高速流动的流体转化为高压或者高温的射流。

射流器的工作原理涉及流体力学和热力学等领域,下面将详细介绍射流器的工作原理。

一、射流器的基本原理1.1 气体动力学原理:射流器通过将流体加速到超音速,利用气体动力学原理实现流体的压力增加。

当流体通过射流器的收缩部份,速度增加,压力降低,然后通过扩张部份,速度减小,压力增加。

这种速度和压力的变化使得射流器能够产生高压射流。

1.2 能量守恒原理:射流器工作过程中,能量守恒是一个重要的原理。

射流器将流体的动能转化为压力能,实现了能量的转换。

当流体通过射流器的收缩部份,速度增加,动能增加,压力降低;当流体通过扩张部份,速度减小,动能减小,压力增加。

这种能量转换使得射流器能够产生高压射流。

1.3 流体静力学原理:射流器的工作原理还涉及流体静力学原理。

通过射流器的收缩和扩张部份,流体的速度和压力发生变化,从而使得流体的静压力也发生变化。

静压力的变化与速度和压力的变化相对应,从而实现了高压射流的产生。

二、射流器的结构和工作过程2.1 结构:射流器普通由收缩段、扩张段和喉管组成。

收缩段用于加速流体,扩张段用于减速流体,喉管是收缩段和扩张段之间的连接部份。

射流器的结构设计要合理,以实现最佳的工作效果。

2.2 工作过程:射流器的工作过程包括压缩、加速和扩张三个阶段。

首先,流体进入射流器的收缩段,由于收缩段的减小截面积,流体的速度增加,压力降低。

然后,流体通过喉管进入扩张段,由于扩张段的增大截面积,流体的速度减小,压力增加。

最后,流体以高速射流的形式喷出,形成高压射流。

2.3 影响射流器性能的因素:射流器的性能受多种因素影响,如流体的性质、流量、射流器的结构和工作参数等。

不同的流体和工况条件下,射流器的工作效果会有所不同,因此需要根据具体情况进行设计和选择。

三、射流器的应用领域3.1 喷嘴:射流器广泛应用于喷嘴领域,如火箭发动机喷嘴、喷气式发动机喷嘴等。

射流器工作原理

射流器工作原理

射流器工作原理
射流器是一种通过喷射气流产生推力的装置。

其工作原理基于牛顿第三定律,即每个作用力都有一个相等大小且相反方向的反作用力。

射流器内部包含一个射流室和一个喷嘴。

在射流室中,液体或气体通过高速喷嘴喷出,并与周围的气体发生相互作用。

其中,喷出的流体以一定的速度和方向外推。

射流器的推力产生原因是由于喷嘴产生的高速气流与周围气体发生作用。

根据牛顿第三定律,气流在喷嘴中产生的反作用力会使喷嘴及整个射流器产生推力。

具体来说,当喷嘴中的气流被高速喷出时,气流的速度增加,同时周围气体的压力降低。

根据伯努利定律,气流的速度增加会使其压力降低。

这就导致了射流器与周围气体之间的压差,进而产生了推力。

射流器的推力大小取决于喷嘴喷出气流的速度和喷流的质量。

速度越高,质量越大,推力也越大。

因此,在设计射流器时需要考虑如何增加气流速度和流量,以提高推力效果。

总之,射流器利用高速喷嘴喷出气流的作用力产生反作用力,从而产生推力。

这种原理在航空航天、喷气发动机、水力推进等领域有着重要的应用。

射流器工作原理

射流器工作原理

射流器工作原理射流器是一种常见的流体机械设备,广泛应用于工业生产、环境治理、能源转换等领域。

它利用高速射流的动能转化为静压能,从而实现对流体的加速、混合、搅拌、喷射等功能。

本文将详细介绍射流器的工作原理及其应用。

一、射流器的结构和组成部分射流器通常由进口管道、喷嘴、扩散器和出口管道组成。

进口管道用于引导流体进入射流器,喷嘴是射流器的核心部分,通过喷嘴将流体加速并形成高速射流,扩散器用于将射流的动能转化为静压能,最后通过出口管道将流体排出。

二、射流器的工作原理射流器的工作原理基于质量守恒和能量守恒定律。

当流体通过喷嘴时,由于喷嘴的收缩和形状设计,流体的速度会显著增加,从而使流体的动能增加。

同时,由于喷嘴的收缩,流体的截面积减小,从而使流体的静压能增加。

在流体通过扩散器时,由于扩散器的形状设计,流体的速度逐渐减小,静压能逐渐增加。

最终,流体从出口管道排出,其速度和静压能恢复到与进口管道相近的水平。

三、射流器的应用1. 工业生产中的应用射流器广泛应用于各种工业生产过程中。

例如,在化工生产中,射流器可用于混合反应、搅拌均质、气体吸附等工艺。

在石油工业中,射流器可用于油井压裂、油气分离等工艺。

在食品行业中,射流器可用于喷雾干燥、乳化、杀菌等工艺。

2. 环境治理中的应用射流器在环境治理中发挥着重要作用。

例如,在废气处理中,射流器可用于烟气脱硫、脱硝、除尘等工艺。

在污水处理中,射流器可用于曝气、搅拌、气浮等工艺。

在垃圾焚烧中,射流器可用于烟气冷却、净化等工艺。

3. 能源转换中的应用射流器在能源转换中也有广泛应用。

例如,在火力发电中,射流器可用于燃烧室的燃烧调节和烟气排放控制。

在核能领域,射流器可用于核反应堆的燃料喷射和冷却剂循环。

四、射流器的优势和发展趋势射流器具有以下优势:1. 结构简单,易于制造和维护。

2. 操作灵活,可根据需要调节流量和喷射效果。

3. 能耗低,效率高,能够实现能量的有效转化。

4. 适用范围广,可处理各种流体和工艺要求。

射流器工作原理

射流器工作原理射流器是一种常见的工程设备,广泛应用于燃烧、混合、干燥、冷却等工艺过程中。

其工作原理基于流体力学和热力学的原理,通过高速喷射流体来实现特定的工艺要求。

1. 射流器的基本构造射流器主要由喷嘴和混合室两部分组成。

喷嘴是射流器的核心部件,通常由圆锥形或平底形状的喷嘴构成。

混合室则是喷嘴喷射流体与环境流体混合的空间。

2. 射流器的工作原理射流器通过喷嘴将高速流体喷射到环境中,形成射流。

射流的高速度和动能使其能够对周围流体产生冲击和扰动,从而实现特定的工艺效果。

2.1 动能转换射流器工作时,流体从喷嘴中高速喷射出来,其动能由压力能转换而来。

喷嘴的形状和尺寸以及流体的速度决定了动能的大小。

2.2 冲击效应射流器喷射出的高速流体与周围环境流体发生冲击,产生压力和能量的转移。

这种冲击效应可以用于燃烧、混合和干燥等工艺过程中。

2.3 混合效应射流器喷射出的流体与环境流体混合形成混合区域。

混合区域内的流体速度和温度会发生变化,从而实现相应的工艺要求。

3. 射流器的应用领域射流器广泛应用于各个工程领域,如燃烧、混合、干燥、冷却等。

3.1 燃烧射流器在燃烧工艺中起到关键作用。

喷射的高速流体能够有效地与燃料混合,提高燃烧效率和稳定性。

同时,射流器还可以调节燃烧区域的形状和位置,实现更精确的燃烧控制。

3.2 混合射流器的冲击和混合效应可用于不同流体的混合。

通过调节射流的速度和角度,可以实现不同程度的混合效果,从而满足特定的工艺要求。

3.3 干燥射流器在干燥工艺中也有广泛应用。

喷射的高速流体能够将湿物料带走,并加速蒸发过程,从而实现快速干燥的效果。

3.4 冷却射流器可以通过喷射冷却剂来实现物体的快速冷却。

喷射的高速流体能够带走物体表面的热量,从而实现快速冷却的效果。

4. 射流器的优势和局限性射流器具有以下优势:- 高速喷射流体能够实现快速和高效的工艺效果。

- 射流器结构简单、操作方便,易于维护和清洁。

- 射流器可根据工艺要求进行调节和优化。

射流器规格

射流器规格1. 引言射流器是一种常见的工业设备,用于将流体通过喷嘴加速并产生高速射流。

在工业生产和实验室研究中,射流器被广泛应用于气体清洗、燃烧、混合和分离等领域。

本文档将介绍射流器的规格,包括射流口尺寸、流量范围、工作介质和工作压力等方面的内容。

2. 射流口尺寸射流口尺寸是射流器规格中一个重要的参数。

它通常以直径或尺寸编号的形式表示,常见的尺寸包括1/8英寸、1/4英寸、1/2英寸等。

射流口尺寸的选择应根据具体应用需求和流体特性来确定。

较大的射流口尺寸可以提供更大的流量,但也会增加能量损失和噪音。

因此,在选择射流器时,需要综合考虑流量和性能的平衡。

3. 流量范围射流器的流量范围也是一个重要的规格指标。

流量通常由射流器的喷嘴孔径和工作压力决定。

射流器的流量通常以标准体积流量或质量流量的形式表示。

一般来说,射流器的流量范围可以从几毫升/分钟到几千升/分钟,具体取决于射流器的设计和材料。

在实际选择射流器时,需要根据所需的工作流量来确定。

4. 工作介质射流器可以用于多种工作介质,如气体、液体和混合介质。

不同的工作介质对射流器的材料、设计和性能有不同的要求。

例如,对于腐蚀性介质,射流器的材料需要选择耐腐蚀的材料,以保证射流器的使用寿命。

在选择射流器时,需要明确工作介质的性质,并根据实际需求选择相应的射流器材料。

5. 工作压力射流器的工作压力是指射流器能够承受的最大压力。

工作压力的选择应根据实际应用需求和工作介质的压力范围来确定。

在选择射流器时,需要确保其工作压力大于实际工作条件下的压力,以确保射流器的安全性和稳定性。

同时,工作压力还会影响射流器的性能和流量范围,因此需要综合考虑多个因素进行选择。

6. 其他考虑因素除了上述规格指标外,还有一些其他考虑因素需要在选择射流器时予以考虑。

例如,工作温度、材料耐磨性、紧凑性和装配形式等因素都会对射流器的性能和适用范围产生影响。

在实际应用中,需要综合考虑这些因素,并根据具体需求选择合适的射流器。

射流器工作原理

射流器工作原理射流器是一种利用流体动力学原理来产生高速气流的设备。

它通过将流体加速到超音速或次音速,并在出口处产生高速气流,从而实现流体的喷射和推动。

射流器广泛应用于航空航天、化工、环境保护、消防、冶金等领域。

一、射流器的基本结构射流器通常由喷嘴、混合腔和扩散段组成。

喷嘴是流体加速的关键部分,它通过缩小流道的截面积来增加流体的速度。

混合腔用于将高速流体与环境中的气体或其他物质混合,以实现特定的作用。

扩散段则用于将高速气流转换为低速高压气流,以增加射流器的推力。

二、射流器的工作原理射流器的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:1. 压缩气体进入喷嘴:射流器内部通常通过压缩机或压缩装置将气体加压,然后将加压气体导入喷嘴。

2. 气体加速:当气体进入喷嘴时,由于喷嘴的流道截面积变小,气体的速度会增加。

这是由于连续性方程的要求,即在密度不变的情况下,流速与流道截面积成反比。

3. 超音速或次音速喷射:当气体的速度超过声速时,称为超音速喷射。

在喷嘴的出口处,气体会迅速扩散,形成一个高速气流。

如果气体的速度略低于声速,则称为次音速喷射。

4. 气体混合和作用:高速气流从射流器出口喷射出来,与环境中的气体或其他物质混合。

这种混合可以产生各种各样的效应,如推动、喷射、混合、冷却等。

5. 推力增加:在射流器的扩散段,高速气流会逐渐减速,从而产生较高的压力。

这种压力差会增加射流器的推力,使其能够产生更大的作用。

三、射流器的应用领域射流器具有很多应用领域,以下是其中几个典型的应用:1. 航空航天:射流器广泛应用于飞机、火箭等航空航天器的喷气推进系统。

通过喷射高速气流,射流器能够产生巨大的推力,推动飞行器前进。

2. 化工:射流器在化工过程中可以用于混合、搅拌、冷却等操作。

通过调整射流器的结构和工作参数,可以实现不同的化工反应和过程控制。

3. 环境保护:射流器可以用于废气处理、烟气脱硫、废水处理等环境保护领域。

通过喷射高速气流,射流器能够有效地将污染物与环境分离或转化。

射流器工作原理

射流器工作原理射流器是一种常用的流体动力机械,广泛应用于工业生产、环境保护、能源转换等领域。

它利用高速流体的动能转化为机械能,实现各种工艺过程和能量转换。

一、射流器的基本结构和工作原理射流器由进口管道、喷嘴、扩散段和出口管道组成。

其中,进口管道用于供应高速流体,喷嘴用于加速流体并形成高速射流,扩散段用于将高速射流转化为低速高压的流体,出口管道用于排放流体。

射流器的工作原理基于质量守恒和动量守恒定律。

当高速流体通过喷嘴时,由于流道的收缩,流体速度增加,同时流体的压力降低。

在喷嘴出口处,流体速度达到最大值,此时流体具有很高的动能。

随后,高速射流进入扩散段,由于流道的扩张,流体速度逐渐减小,同时流体的压力增加。

最终,流体从出口管道排出,转化为低速高压的流体。

二、射流器的应用领域1. 工业生产:射流器可用于混合、搅拌、干燥等工艺过程。

例如,在化工行业中,射流器可用于混合反应器中的搅拌和传质过程,提高反应效率;在食品工业中,射流器可用于干燥设备中的热风传递,加速食品的干燥速度。

2. 环境保护:射流器可用于废气处理和废水处理。

例如,在废气处理中,射流器可以将废气与吸收剂充分接触,使有害气体被吸收剂吸附或化学反应,达到净化废气的目的;在废水处理中,射流器可用于混合和曝气过程,提高废水的氧化和降解效率。

3. 能源转换:射流器可用于能源转换设备,如喷气发动机和涡轮增压器。

例如,在喷气发动机中,射流器用于将燃料与空气混合并燃烧,产生高温高压的燃气,推动涡轮转动,从而驱动飞机或船只前进;在涡轮增压器中,射流器用于将排气流体的动能转化为压力能,提高发动机的进气量和输出功率。

三、射流器的优势和特点1. 高效节能:射流器利用高速流体的动能进行工作,无需传统机械的转动部件,能够实现高效能量转换,提高工艺过程的效率,降低能源消耗。

2. 操作简便:射流器结构简单,无需复杂的维护和保养,操作方便,可靠性高。

3. 适应性强:射流器可适应不同流体和工艺条件,在不同的工作环境中具有较好的适应性。

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射流曝气器一般由喷嘴、吸入室、混入室三个部分组成,这是一个典型的单喷嘴构造,也是污水生化处理常用的曝气用射流器。

射流曝气器结构参数的影响1、喷嘴形状。

喷嘴形状有多种,如圆薄壁孔板形、流线形、圆锥形收缩及多孔喷嘴等。

其中以流线形喷嘴效率最好,但因其加工困难,所以不如圆锥形喷嘴使用范围广泛。

圆薄壁孔板形喷嘴的射流紧密段较短,射流具有较高的破裂率,所以其喉嘴距较短。

由于喷嘴口径的尺寸对射流器的影响很敏感,因此要考虑防锈问题,一般喷嘴的材料常用不锈钢、铜或者其它材料进行镀铬处理。

2、喷嘴收缩角(对圆锥形收缩喷嘴而言)或喷嘴直径。

由于射流器的工作介质为污水或污水与活性污泥的混合物,从防止喷口堵塞方面来考虑,喷口直径不宜太小,但从射流器在整个曝气池中曝气与气液的均匀性以及在操作运转的灵活性等方面考虑,喷口直径也不宜过大。

一般直径为25mm左右为宜。

3、吸气室。

它是喷嘴和喉管共同的固定基础,进气管与之相连。

吸气室一般为圆筒状,气体截面积为喷嘴出口面积的6~10倍。

根据吸入流体与工作液体的流动方向可把吸气管设计成与工作液体平行或斜交(垂直)两种。

一般认为吸入气体的进入方向和工作水的进入方向之夹角以40~60°为好,夹角线与喷嘴管轴线交点宜在喷嘴之前,这样可防止进气直径冲击入射水。

4、喉管进口段。

它把吸气室与喉管连接起来。

为了减少被吸入气体的能量损失,一般采用收缩圆锥形或光滑曲线形,其收缩角在13~120°之间。

当喉管喷嘴面积比m(m指喉管截面与喷口截面之比)小时,收缩角取小值;喉管喷嘴面积比m大时,收缩角取大值。

也有人认为收缩角宜在30~60°之间。

5、喉嘴距,即喷嘴出口断面到喉管入口断面之间的距离。

这段距离对射流器充氧效果来说是不利的,故要求做得越短越好。

它一般在(0.5~2)d喷嘴的范围内。

当喉管较短时,适当增大喉嘴距,可以防止射流穿透喉管而不起混合作用。

6、喉管长径比(L/D)及喉管喷嘴面积比(m)。

用射流器来曝气,喉管是一个关键部件。

由于引射介质为空气,按照曝气充氧的要求,一方面希望气泡被“切割”越小越好,这就要求工作介质与引射介质之间要进行剧烈的紊动混合作用。

喉管的适当长度及大小(一般用喉管截面与喷口截面之比m来表示),对加强氧的转移作用以及为充分发挥活性污泥的生物学特性具有重要作用。

另一方面也希望能抽吸更多的气体,以满足废水生物处理的供氧要求,前者要求混合管的直径偏小为佳,而后者要求偏大为好,两者之间的要求看似矛盾,但从氧的转移及动力消耗这两方面来考虑,两者之间又存在着一个最佳值,因为自吸充氧,混合管直径要求不宜过大,否则高速射流在混合管部分不起紊动混合作用,而同时混合管的长度也不宜过小,否则射流会直接穿透混合管而不起混合、掺混作用。

喉管的长度不但影响其本身的工作,而且影响在它后面的扩散管的工作:喉管越长,其中的摩擦损失越大,出口处速度分布越均匀,扩散管中的损失就越小:喉管越短,其中的摩擦损失越小,它的出口处速度越不均匀,它后面的扩散管中的损失就越大;为了减少摩擦损失和扩散损失,这样就存在一个最优长度的问题。

根据长径比的大小,射流器可分为短喉管和长喉管两种。

短喉管的长径比L/D一般在4~10之间,长喉管的长径比与喉管面积比m有关,其长径比大小一般在60以上。

研究结果表明,短喉管最佳长径比在4~8之间,也有人认为此值应更大,在8~15之间,北京建筑工程学院李燕城实验结果认为L/D=(90~120),当然这已属于长喉管范围了。

对于面积比m,北京建筑工程学院李燕城通过实验得出如下经验公式:m=7.16~0.148d(4)式中:d—喷嘴直径,在此经验公式中d=(14~30)mm。

7、扩散管。

射流器扩散管实际上起着混合管与尾管之间的连接作用,从流体力学的角度来看它是起着一个由动能逐渐向压能转化的作用,以减少能量的损失。

当曝气用射流器安装在曝气池水面以上时,这个作用是很明显的。

空气和流体的扩散管实验结果表明,当扩散角为4~10°时,阻力系数最小,因此扩散管的扩散角θ在4~10°之间比较好。

为了进一步减小扩散损失,当面积比m<4时,可采用分段扩散的方法,扩散角分别由小到大。

扩散管长度一般为4~7(d尾管-d喉管)。

8、其它因素。

为了保证射流器具有良好的水力性能,防止出现折冲水流和漏水现象,必须保证喷嘴、喉管、扩散管三者在组装或加工时必须同心,同轴(心)度应达到精度等级的9~10级,或控制在0.05~0.40mm 之内,射流器越小,精度要求越高,射流器越大精度可降低些。

对于喷嘴和喉管这两个主要部件,为了减少摩擦阻力损失,提高射流器效率,内壁加工光洁度应达到3.2~1.6以上。

笑笑2007 (2008-3-20 19:44:25)工作条件的影响1、供气方式。

根据供气方式的不同,射流曝气可分为两大类:强制供气(有压)式和自吸(负压)式。

供气式:空气的进入是由外部风机以低压送入吸入室,空气量的控制比较方便,安装上多在池内淹没于水中,维修不方便。

自吸式:空气的进入是*有压工作流体经喷嘴喷出的高速射流在吸入室形成负压,将空气吸入,其最大优点是:取消了鼓风机,设备简单,而且多安装在池外,不淹没于水中,安装维修方便,但由于进气量的限制,充氧能力也受一定的限制。

因此应根据工程实际情况选用适合的供气方式。

2、工作介质压力。

国内常用的射流器根据工作介质的压力可分为高压型与低压型两种,高压射流器目前的工作压力为0.2MPa,低压为0.07MPa。

高压型射流器喷嘴流速为20m/s左右,低压为12m/s左右。

低压型射流器理论上的能量消耗是高压型的1/3,而实际上可能还要少一些。

3、曝气池水深。

由于氧的吸收与水深成正比的关系,因此增大曝气池水深可提高氧的转移率,但也不是无限制地增加,如果水深超过了氧100%溶解的深度就没有意义了;而且这只是一个理论值,在实际应用中还要考虑费用等因素。

北京建筑工程学院李燕城等通过实验得出一个最佳曝气池水深计算公式,可供参考:H=3.05+0.082d(5)式中:H—曝气池有效水深,m;d—喷嘴直径,mm;在此经验公式中d=(14~30)mm。

由上式看出,在喷嘴直径d=(14~30)mm范围内,曝气池最佳水深为H=4.2~5.5m。

4、服务面积。

生化处理曝气池中溶解氧浓度要保持在2mg/L左右。

射流器出流在曝气池中形成的混合搅拌作用使曝气池中液体混合均匀需要一个过程。

如果曝气池中某一点上氧的扩散速度小于活性污泥的耗氧速度,就会出现缺氧现象,破坏生化处理过程。

因此就有一个服务面积问题。

如果服务面积太小,则溶解氧浓度过大,会产生过氧化现象;服务面积太大,就会出现厌氧消化。

北京建筑工程学院李燕城通过实验得出服务面积的一个经验公式,可供参考:a=0.29+0.044d(6)式中:a —一个射流器所能担负的曝气水面正方形边长,m;d —喷嘴直径,mm;在此经验公式中d=(14~30)mm。

5、射流器安装方式。

射流曝气器的安装方式分为竖直(垂直)安装(立式)和水平安装(卧式)两种方式。

由于气、液两相的水平运动与垂直运动在流态上有较大的差异,所以射流器的安装方式对它的性能有一定的影响。

(1)竖直安装:射流向下,除了本身具有的能量外,还受重力作用,吸入室、混合室内都不存水,因此阻力小,水利条件好;流动比较对称,也会减小阻力损失;工作停止时,整个射流器内不存水,易维修管理,尤其是抽送有腐蚀气体时,更显示出其优越性;但垂直安装需要一定高度的空间。

(2)水平安装:射流为水平方向,在流动过程中由于重力的影响,气泡相对地集中在上部,使阻力损失增加。

通常水平安装的负荷都比较大,而竖式安装的负荷都比较小;从生产管理上要求射流器的负荷应小些。

因此在工艺没有特殊要求的情况下,宜采用竖直安装。

6、射流器安装高度。

安装高度系指射流器喷口断面中心距曝气池水面的垂直距离。

射流器在曝气池中的安装高度分为:(1)浸没式安装:射流器喷口置于曝气池水面下一定深度处(射流器可位于曝气池内或池外)。

(2)低位安装:射流器扩散管出口断面比曝气池水面高0~2m,由于高度较小,比较容易安装。

工作压力条件下,高位安装比低位安装的吸气量可以增加30%左右。

这是由于利用液体位能对气体进行了附加压缩的缘故。

但提升液体到高位安装的射流器,需要增加耗用功率,而且需要较大的空间来满足安装高度的要求。

因此使这种安装方式的应用受到限制。

研究结果表明,射流器的安装高度对充氧动力效率E的影响是很大的。

高位射流的动力效率最低,低位安装稍高(提高30%以上),浸没式安装最高(比低位安装高20%左右);另外,浸没式安装比低位安装的氧利用率高(高约25%左右)。

笑笑2007 (2008-3-20 19:44:39)扩散管(尾管)对工艺的影响1、在喉管内液体的紊动与吸氧率的关系射流形成高速紊流,一方面可使曝气器喷嘴处局部饱和的水迅速与亏氧混合以增加吸氧速率;另一方面可产生穿透活性污泥絮体的剪切应力,提高了传质速率,单位时间内能获得较高的吸氧率。

根据双膜理论,Fick等人认为物质扩散速率与浓度梯度成正比,即Vd=DL *(dC/dX) (1)式中:Vd —物质的扩散速率(溶解氧的传质速度),单位时间内单位断面上通过的物质数量(溶氧量):DL —扩散系数,表示物质在某种物质中的扩散能力,主要取决于扩散物质和介质的特性及温度;dC/dX —浓度梯度,即单位长度内的浓度变化值,从射流器构造来分析我们可以这样认为,在射流的管段内,当氧和污水(污泥)接触的瞬时,射流水柱的表面氧的浓度最大,然后水柱流经喉管时,气流开始混合,在剪切力的作用下发生紊流,氧向管内的污水转移,被吸收的氧的总量不变,但浓度在降低,为浓度梯度的形成段。

dX不能单纯的理解为长度,它可以是一个面或一个单位体积,一个微粒体积的水和一个微粒体积的氧相互切割、碰撞、磨擦产生不规则的高速运动,它们的比表面积成倍增大,浓度梯度在不断减小,氧的利用率在不断提高。

这就是溶解氧为什么利用率较高的成因之一。

对于不与溶剂起化学作用,并且溶解度较小的气体,在一定温度下溶入液体的气体量可用亨利定律计算:CA=HA·PA (2)式中:CA—溶质在液相中的摩尔浓度,mol/L;PA —溶质在气相中的分压,Pa;HA —亨利系数,mol/(L·Pa)。

由以上的公式(1)、(2)可推导出氧转移公式:dC/dt=KLa(CS-C) (3)式中:dC/dt —液相主体中溶解氧浓度变化速率(或氧转移速率),KgO2/(m3·h);Cs —饱和溶解氧浓度,KgO2/m3;(Cs-C) —氧浓度差,Cs-C差越大,Vd越大,由此而形成氧的传质推动力,KgO2/m3;KLa —氧总转移系数,比值表示在曝气过程中氧的总传递性,当传递过程中阻力大时,则KLa值低,反之则KLa 高;我们把它称为第一次氧向污水(或回流污泥)的转移,此时污水(污泥)为氧含量最高,处于过饱和状态。

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