發(fā)射旋動(dòng)型射流的射流曝氣器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及射流曝氣器，具體地說(shuō)，涉及一種發(fā)射旋動(dòng)型射流的射流曝氣器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在污水生化處理中，必須讓污水曝氣，以供給氧化分解污水中有機(jī)物和維持微生 物生命活動(dòng)所需的氧氣。其中，射流曝氣法以其較高的動(dòng)力效率和氧利用率在污水生化處 理中占有重要的地位。
[0003] 射流曝氣是利用高速水射流對(duì)空氣的抽吸作用而使污水充氧，利用射流與空氣混 合后形成的強(qiáng)力湍動(dòng)來(lái)達(dá)到氣水混合。由于射流曝氣具有充氧能力強(qiáng)，氧利用率高（鼓風(fēng) 曝氣一般為6~10%，射流曝氣一般在30~50% )，因而電耗省，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，在污 水生化處理中占有重要地位。
[0004] 射流曝氣器作為一種流體機(jī)械是集混合、反應(yīng)、吸收于一體的流體輸送設(shè)備，通過(guò) 高速射流的動(dòng)量、能量、質(zhì)量傳遞，對(duì)氣體進(jìn)行抽吸和壓縮。射流曝氣器主要由噴嘴、吸入 室、混合室和擴(kuò)散管等部件組成。經(jīng)過(guò)噴嘴射出的流體稱(chēng)為工作介質(zhì)，工作介質(zhì)以高速?gòu)膰?嘴流出，進(jìn)入吸入室，將吸入室外的氣體卷吸進(jìn)吸入室，被吸入的氣體稱(chēng)為引射介質(zhì)，工作 介質(zhì)與被卷吸入的引射介質(zhì)一起進(jìn)入混合室，水氣混合物在混合室中經(jīng)歷了氣水混合，最 后成乳狀氣水兩相混合物從擴(kuò)散管流入污水中。乳狀氣水混合物在污水中，氣相分散進(jìn)入 液相，在氣液表面進(jìn)行了質(zhì)量傳遞，將空氣中的氧轉(zhuǎn)移到污水中，實(shí)現(xiàn)了污水的生化處理。 射流曝氣器的射流形式是能否提高射流曝氣系統(tǒng)的動(dòng)力效率和氧利用率的關(guān)鍵部件之一， 而如何進(jìn)一步提高現(xiàn)有射流曝氣器的氧轉(zhuǎn)移質(zhì)量、將空氣中的氧轉(zhuǎn)移到污水中是一個(gè)亟待 解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種發(fā)射旋動(dòng)型射流的射流曝氣器，旋流發(fā)生 器將使工作流體呈旋進(jìn)漩渦狀沿錐形噴嘴流出，形成高速旋動(dòng)型射流從噴嘴射出，有效的 增加了射流的湍動(dòng)度和卷吸能力，提高射流曝氣過(guò)程的單位時(shí)間氧轉(zhuǎn)移量，從而提高射流 曝氣器的動(dòng)力效率和氧利用率。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種發(fā)射旋動(dòng)型射流的射流曝氣器，其包括：吸入 腔，所述吸入腔的頂端設(shè)有引射介質(zhì)進(jìn)口，所述吸入腔相對(duì)的兩側(cè)側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)口和出口； 噴射腔，所述噴射腔與所述吸入腔連通，所述噴射腔的進(jìn)口、噴嘴與所述吸入腔的進(jìn)口、出 口同軸，且所述噴嘴指向所述吸入腔的出口，所述噴射腔的進(jìn)口處設(shè)有旋流發(fā)生器，以產(chǎn)生 旋動(dòng)型射流；混合腔，所述混合腔與所述吸入腔的出口連通，且所述混合腔的進(jìn)口、出口與 所述吸入腔的進(jìn)口、出口同軸；擴(kuò)散管，所述擴(kuò)散管與所述混合腔的出口連通，且所述擴(kuò)散 管的進(jìn)口、出口與所述混合腔的進(jìn)口、出口同軸。
[0007] 優(yōu)選地，所述旋流發(fā)生器包括至少一層螺旋葉片。
[0008] 優(yōu)選地，所述旋流發(fā)生器產(chǎn)生的旋動(dòng)型射流的旋動(dòng)強(qiáng)度等于從所述噴嘴射出的旋 動(dòng)型射流的切向流速與軸向流速之比，所述旋流發(fā)生器所產(chǎn)生的旋動(dòng)型射流的旋動(dòng)強(qiáng)度用 旋動(dòng)數(shù)S來(lái)表示，根據(jù)如下公式計(jì)算旋動(dòng)強(qiáng)度：
[0009] 5=- (1) U
[0010] 式中，w表示旋動(dòng)型射流的切向流速；
[0011] u表示旋動(dòng)型射流的軸向流速；
[0012] 旋動(dòng)型射流的切向流速和軸向流速用以下代數(shù)方程表示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種發(fā)射旋動(dòng)型射流的射流曝氣器，其特征在于，其包括： 吸入腔，所述吸入腔的頂端設(shè)有引射介質(zhì)進(jìn)口，所述吸入腔相對(duì)的兩側(cè)側(cè)壁上設(shè)有進(jìn) 口和出口； 噴射腔，所述噴射腔與所述吸入腔連通，所述噴射腔的進(jìn)口、噴嘴與所述吸入腔的進(jìn) 口、出口同軸，且所述噴嘴指向所述吸入腔的出口，所述噴射腔的進(jìn)口處設(shè)有旋流發(fā)生器， 以產(chǎn)生旋動(dòng)型射流； 混合腔，所述混合腔與所述吸入腔的出口連通，且所述混合腔的進(jìn)口、出口與所述吸入 腔的進(jìn)口、出口同軸； 擴(kuò)散管，所述擴(kuò)散管與所述混合腔的出口連通，且所述擴(kuò)散管的進(jìn)口、出口與所述混合 腔的進(jìn)口、出口同軸。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)射旋動(dòng)型射流的射流曝氣器，其特征在于，所述旋流發(fā)生器 包括至少一層螺旋葉片。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)射旋動(dòng)型射流的射流曝氣器，其特征在于，所述旋流發(fā)生 器產(chǎn)生的旋動(dòng)型射流的旋動(dòng)強(qiáng)度等于從所述噴嘴射出的旋動(dòng)型射流的切向流速與軸向流 速之比，所述旋流發(fā)生器所產(chǎn)生的旋動(dòng)型射流的旋動(dòng)強(qiáng)度用旋動(dòng)數(shù)S來(lái)表示，根據(jù)如下公 式計(jì)算旋動(dòng)強(qiáng)度：
式中，w表示旋動(dòng)型射流的切向流速； u表示旋動(dòng)型射流的軸向流速； 旋動(dòng)型射流的切向流速和軸向流速用以下代數(shù)方程表示：
式中，Um為軸向流速在軸線處的最大值； Utl為旋動(dòng)型射流在噴嘴出口處的軸向速度； Wm為切向流速在軸線處的最大值； Wtl為旋動(dòng)型射流在噴嘴出口處的切向速度； d為噴嘴的直徑； a為噴嘴的長(zhǎng)度；
，K1是旋動(dòng)數(shù)S的函數(shù)；
，K2與旋動(dòng)數(shù)S無(wú)關(guān)； 心和f 2均為旋動(dòng)數(shù)S的函數(shù)，其中：
H = -0. 94559S+1. 327715。
4. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)射旋動(dòng)型射流的射流曝氣器，其特征在于，所述旋流發(fā)生器 所產(chǎn)生的旋動(dòng)型射流的卷吸能力與旋動(dòng)強(qiáng)度呈正比，二者的關(guān)系是：
式中：?^為X點(diǎn)處被卷吸入射流中的引射介質(zhì)的質(zhì)量流量； 屯為噴嘴出口處的質(zhì)量流量； X為以噴嘴出口為起點(diǎn)的射流軸向距離； d為噴嘴直徑； 讓。和k s為常數(shù)，其中，k。= 0· 32和k s= 0· 8。
5. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)射旋動(dòng)型射流的射流曝氣器，其特征在于，所述旋流發(fā)生器 所產(chǎn)生的旋動(dòng)型射流的擴(kuò)散角與旋動(dòng)強(qiáng)度呈正比，二者的關(guān)系是： Θ = 4. 8+14S 式中：Θ為射流的擴(kuò)散角，即射流軸向剖面邊緣線之間的夾角，其中Θ =7.60°~ 10.96。。
6. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)射旋動(dòng)型射流的射流曝氣器，其特征在于，旋動(dòng)數(shù)S的最佳值 為 0.416。
7. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)射旋動(dòng)型射流的射流曝氣器，其特征在于，所述引射介質(zhì)是 含有氧氣的氣體；所述噴射腔的工作介質(zhì)是液體。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種發(fā)射旋動(dòng)型射流的射流曝氣器，其包括：吸入腔，所述吸入腔的頂端設(shè)有引射介質(zhì)進(jìn)口，所述吸入腔相對(duì)的兩側(cè)側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)口和出口；噴射腔，所述噴射腔與所述吸入腔連通，所述噴射腔的進(jìn)口、噴嘴與所述吸入腔的進(jìn)口、出口同軸，且所述噴嘴指向所述吸入腔的出口，所述噴射腔的進(jìn)口處設(shè)有旋流發(fā)生器，以產(chǎn)生旋動(dòng)型射流；混合腔，所述混合腔與所述吸入腔的出口連通，且所述混合腔的進(jìn)口、出口與所述吸入腔的進(jìn)口、出口同軸；擴(kuò)散管，所述擴(kuò)散管與所述混合腔的出口連通，且所述擴(kuò)散管的進(jìn)口、出口與所述混合腔的進(jìn)口、出口同軸。發(fā)射旋動(dòng)型射流的射流曝氣器增加了射流湍動(dòng)程度和卷吸能力，從而提高射流曝氣器的動(dòng)力效率和氧利用率。
【IPC分類(lèi)】C02F7-00, C02F3-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104761067
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510119662
【發(fā)明人】于強(qiáng)寨, 蔣玲琳, 潘親民
【申請(qǐng)人】上海愛(ài)地環(huán)保技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月18日