عملکرد و مزایای اجکتورها

هوا و سایر گاز ها به دلیل ماهیت خود همواره در کل فضایی که در آن قرار می گیرند پراکنده شده و آن فضا را پر می کنند.به عنوان مثال جو زمین از گاز های مختلف از جمله نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده است.فشار هوا در کنار ساحل دریای آزاد همیشه یکسان می باشد و به صورت توافقی یک اتمسفر در مقیاس مطلق در نظر گرفته شده است.برای سهولت اندازه گیری فشار ظروف بسته مقیاسی به نام گیج تعریف شد تا فشار سیالات در مقایسه با فشار اتمسفر سنجیده شود.به عنوان مثال وقتی گفته می شود فشار یک راکتور ۱۰ اتمسفر گیج می باشد یعنی فشار آن ۱۰ برابر بیشتر از فشار اتمسفر است لذا در این مقیاس مطلق فشار این راکتور ۱۱ اتمسفر می باشد.چنان چه فشار یک محیط کمتر از فشار اتمسفر باشد به آن خلا نسبی گفته می شود.به طور مثال اگر فشار هوا در مکانی ۰٫۷ اتمسفر باشد در این صورت گفته می شود خلا نسبی آن ۰٫۳ است.اگر بتوان به نحوی کل گاز یا هوای درون یک محفظه را خالی نمود در این صورت به چنین فضایی خلا مطلق گفته می شود.خلا مطلق زمانی ایجاد می گردد که هیچ مولکول هوا و یا سیال دیگری در محفظه وجود نداشته باشد.

امروزه خلا و خلاسازی یکی از پدیده های مهم و کاربردی است که در زندگی روزمره، فعالیت های تحقیقاتی و خصوصا صنعت نفت به کار گرفته می شود.جارو برقی خانگی، لامپ های رشته ای، نوشیدن به کمک نی و … از مثال هایی از کاربرد های روزمره ی خلا نسبی می باشند.در صنایع شیمیایی نیز خلا نقش بسیار مهمی را در فرایند های تقطیر، تبخیر، تبرید، جابجایی مواد و … دارد.به طور کلی فشار های کمتر از یک اتمسفر در صنعت به چهار گروه تقسیم می شوند:

خلا پایین، خلا متوسط، خلا بالا و خلا بسیار بالا

با توجه به میزان خلا مورد نیاز، خلا سازی توسط انواع گوناگون پمپ های خلا و یا اجکتور صورت می گیرد.پمپ خلا دستگاه یاست که قادر است بخارات سیال را مکش نموده و ایجاد خلا نسبی می نماید. این نوع پمپ ها دارای انواعی چون جابجایی، پمپ های انتقال مومنتوم و پمپ های تله ای می باشند.

اجکتور یا اینجکتور قادر است با ایجاد خلا، جریان گاز، مایع و یا جامد مانند پودر، گرانول و لجن را انتقال دهد که البته بر اساس نوع کاربری که می تواند ایجاد خلا به تنهایی، انتقال مواد، اختلاط مواد و … باشد به آن ترموکمپرسور، ادکتور یا مکنده ی هیدرولیکی گفته می شود و اساس عملکرد آن ها یکسان می باشد.اجکتور در واقع نوعی پمپ خلا است و تنها تفاوت آن این است که اساس کار آن بر پایه ی تبدیل انرژی سرعتی و فشاری به یکدیگر می باشد.قسمت های اصلی اجکتور شامل نازل سیال محرک، محفظه ی سیال محرک، بخش ساکشن و دیفیوزر می باشد.در یک اجکتور جهت ایجاد خلا از یک سیال پر فشار (سیال محرک) استفاده می شود. این سیال که می تواند بخار، هوا و یا آب باشد از طریق نازل وارد اجکتور می شود و در حین عبور از نازل، انرژی فشاری آن به انرژی سرعتی تبدیل می شود.این امر سبب می شود سرعت سیال افزایش یافته، فشار آن افت کند و در خروجی نازل اصطلاحا ایجاد جت یا مکش نماید.به این ترتیب سیالی که قرار است مورد مکش قرار گیرد از قسمت ساکشن به سمت محفظه ی اجکتور کشیده می شود و با سیال محرک مخلوط می گردد. مخلوط سیال محرک و سیال ساکشن پس از گذشتن از بخش دیفیوزر در اثر تبدیل انرژی سرعتی به فشاری، با سرعت زیاد از اجکتور خارج می شود.

اجکتورها در مقایسه با پمپ های خلا دارای هزینه ی اولیه و هزینه ی کمتر و نگه داری ساده تری می باشند و از آن جا که اجکتور ها هیچ قسمت متحرکی ندارند بنابراین در صورت عدم وجود خوردگی نیاز به تعمیر پیدا نمی کنند.نصب اجکتور ها آسان بوده و کنترل عملیات نیز ساده می باشد.یکی از خصوصیات اجکتور، اختلاط سیال محرک با سیال فرایندی است که در طراحی فرایند اهمیت داشته و لازم است مورد توجه قرار گیرد.لازم به ذکر است اجکتور ها قابلیت انتقال مواد جامد و دوفازی را نیز دارند و این در حالی است که پمپ های خلا قادر به انجام این کار نیستند.البته چنان چه بر حسب فرایند خلاهای جزیی و عدم انتقال ماده مورد نظر باشد پمپ های خلا در مقایسه با اجکتور ها دارای محاسن زیر هستند:

۱-      شرایط بخار تغذیه هیچ تاثیری بر روی سیستم عملکرد پمپ ندارد.

۲-      راه اندازی حتی در صورت نبود steam نیز انجام پذیر است.

۳-      سیستم پمپ خلا قابلیت عملیات کاملا اتوماتیک را دارد.

۴-      سرعت عملیاتی پمپ خلا بسیار بالاست.

۵-      عدم اختلاط سیال فرایندی با بخار یا ناخالصی های دیگر.

برای مقایسه ی عملکرد اجکتورها و پمپ های خلا از جداولی استفاده می شود که محدوده ی فشار و بار سیال ساکشن را در مورد انواع اجکتورها در مقایسه با پمپ های خلا نشان می دهند.

به طور کلی موارد مصرف اجکتورها در سه دسته ی کلی قابل توصیف می باشند:

۱-      ایجاد خلا

۲-      انتقال مواد که شامل پمپاژ، تهویه و … می شود.

۳-      ایجاد اختلاط بین مواد که به منظور افزایش فشار سیالات یا تبادل حرارت بین آن ها می باشد.