Разработка принципиальной схемы многопоточного эжектора, оснащенного звеньями переменной длины
Ю.А. Сазонов, В.В. Воронова, Н.А. Ерёмин, Х.А. Туманян
Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, г. Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №5 / 2024 стр.145-150
Резюме: Изучены особенности многопоточного эжектора, оснащенного звеньями переменной длины для управления вектором тяги. Впервые с общих позиций рассмотрены условия, когда угол отклонения вектора тяги может меняться в диапазоне от плюс 180 град до минус 180 град в любом направлении в пределах полной геометрической сферы. В рамках концептуального проектирования с использованием CFD-технологий рассматриваются кинематические схемы со звеньями переменной длины и с гибкими звеньями. Показаны технические возможности для контролируемого распределения энергии по разнонаправленным каналам эжектора при сохранении постоянства давления на входе в сопловой аппарат. Рассмотрены варианты модернизации сопла Лаваля с поворотным диффузором. Результаты исследований патентуются и ориентированы на использование в учебном процессе при подготовке конструкторов с опорой на философию науки и техники и с опорой на методологию Эйлера в рамках работ междисциплинарного характера. Результаты проведенных работ главным образом используются для развития научных исследований и опытно-конструкторских работ при создании энергоэффективных технологий добычи нефти и газа.
Ключевые слова: многопоточный эжектор, вектор тяги, звено переменной длины, CFD-технологии, струйный насос, добыча нефти, добыча газа
Благодарности: Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках государственного задания в области научной деятельности, тема FSZE-2023-0004.
Для цитирования: Сазонов Ю.А., Воронова В.В., Ерёмин Н.А., Туманян Х.А. Разработка принципиальной схемы многопоточного эжектора, оснащенного звеньями переменной длины. Горная промышленность. 2024;(5S):145–150. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-5S-145-150
Информация о статье
Поступила в редакцию: 03.09.2024
Поступила после рецензирования: 17.10.2024
Принята к публикации: 18.10.2024
Информация об авторах
Сазонов Юрий Апполоньевич – доктор технических наук, профессор кафедры машин и оборудования нефтяной и газовой промышленности, Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Воронова Виктория Васильевна – кандидат технических наук, доцент кафедры разработки и эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений, Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Еремин Николай Александрович – академик РАЕН, доктор технических наук, Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Туманян Хорен Артурович – младший научный сотрудник Института физики горных пород месторождений, Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Gruber S., Rola K., Urbancl D., Goričanec D. Recent Advances in Ejector-Enhanced Vapor Compression Heat Pump and Refrigeration Systems – A Review. Energies. 2024;17(16):4043. https://doi.org/10.3390/en17164043
2. Jin M., Zhang X., Zhou J., Zhang L. Performance Analysis of an Ejector-Enhanced Heat Pump System for Low-Temperature Waste Heat Recovery Using UHVDC Converter Valves. Energies. 2024;17(14):3589. https://doi.org/10.3390/en17143589
3. Xu D., Gu Y., Li W., Chen J. Experimental Investigation of the Performance of a Novel Ejector–Diffuser System with Different Supersonic Nozzle Arrays. Fluids. 2024;9(7):155. https://doi.org/10.3390/fluids9070155
4. Aboozar H., Pejman K., Jose A.V., Daniel V.D.J. Systems and methods for gas pulse jet pump. United States Patent 10837463. Publication Date: 11/17/2020. Available at: https://www.freepatentsonline.com/10837463.pdf (accessed: 28.09.2024).
5. Knoeller M.C., Robison C.E., Agarwal M., Paulet B.A. Jet pump controller with downhole prediction. United States Patent 11078766. Publication Date: 08/03/2021. Available at: https://www.freepatentsonline.com/11078766.pdf (accessed: 28.09.2024).
6. Xu Z., Liu B., Tong Y., Dong Z., Feng Y. Modeling and Control of Ejector-Based Hydrogen Circulation System for Proton Exchange Membrane Fuel Cell Systems. Energies. 2024;17(11):2460. https://doi.org/10.3390/en17112460
7. Li J., Wu T., Cheng C., Li J., Zhou K. A Review of the Research Progress and Application of Key Components in the Hydrogen Fuel Cell System. Processes. 2024;12(2):249. https://doi.org/10.3390/pr12020249
8. Li C., Sun B., Bao L. Coupling Global Parameters and Local Flow Optimization of a Pulsed Ejector for Proton Exchange Membrane Fuel Cells. Sustainability. 2024;16(1):4170. https://doi.org/10.3390/su16104170
9. Brunner D.A., Marcks S., Bajpai M., Prasad A.K., Advani S.G. Design and characterization of an electronically controlled variable flow rate ejector for fuel cell applications. International Journal of Hydrogen Energy. 2012;37(5):4457–4466. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2011.11.116
10. Lysak I.A., Lysak G.V., Konyukhov V.Yu., Stupina A.A., Gozbenko V.E., Yamshchikov A.S. Efficiency Optimization of an AnnularNozzle Air Ejector under the Influence of Structural and Operating Parameters. Mathematics. 2023;11(14):3039. https://doi.org/10.3390/math11143039
11. Völker M., Sausner A. Suction jet pump. United States Patent 10072674. Available at: https://www.freepatentsonline.com/10072674.pdf (accessed: 28.09.2024).
12. Wang C., Lu H., Kong X., Wang S., Ren D., Huang T. Effects of Pulsed Jet Intensities on the Performance of the S-Duct. Aerospace. 2023;10(2):184. https://doi.org/10.3390/aerospace10020184
13. Ahmed F., Eames I., Moeendarbary E., Azarbadegan A. High-Strouhal-number pulsatile flow in a curved pipe. Journal of Fluid Mechanics. 2021;923:A15. https://doi.org/10.1017/jfm.2021.553
14. Brethouwer G. Turbulent flow in curved channels. Journal of Fluid Mechanics. 2022;931:A21. https://doi.org/10.1017/jfm.2021.953
15. Jesudasan R., Müeller J.-D. High-Resolution CAD-Based Shape Parametrisation of a U-Bend Channel. Aerospace. 2024;11(8):663. https://doi.org/10.3390/aerospace11080663
16. Sazonov Yu.A., Mokhov M.A., Gryaznova I.V., Voronova V.V., Tumanyan K.A., Konyushkov E.I. Thrust Vector Control within a Geometric Sphere, and the Use of Euler's Tips to Create Jet Technology. Civil Engineering Journal. 2023;9(10):2516–2534. https://doi.org/10.28991/CEJ-2023-09-10-011
17. Sazonov Yu.A., Mokhov M.A., Gryaznova I.V., Voronova V.V., Tumanyan K.A., Konyushkov E.I. Solving Innovative Problems of Thrust Vector Control Based on Euler's Scientific Legacy. Civil Engineering Journal. 2023;9(11):2868-2895. https://doi.org/10.28991/CEJ-2023-09-11-017
18. Sazonov Yu.A., Mokhov M.A., Gryaznova I.V., Voronova V.V., Tumanyan K.A., Konyushkov E.I. Methods for regulating ejector systems within interdisciplinary research using computer modeling. International Journal on Technical and Physical Problems of Engineering. 2023;15(4):306–320. Available at: https://www.iotpe.com/IJTPE/IJTPE-2023/IJTPE-Issue57-Vol15-No4-Dec2023/39-IJTPE-Issue57-Vol15-No4-Dec2023-pp306-320.pdf (accessed: 28.09.2024).
19. Sazonov Yu.A., Mokhov M.A., Bondarenko A.V., Voronova V.V., Tumanyan K.A., Konyushkov E.I. Interdisciplinary Studies of Jet Systems using Euler Methodology and Computational Fluid Dynamics Technologies. HighTech and Innovation Journal. 2023;4(4):703–719. https://doi.org/10.28991/HIJ-2023-04-04-01
