اجکتور Ejector
اجکتور Ejector یا بیرون کننده دستگاهی است که با ایجاد مکش در یک محیط می‌تواند جریانات گازی مایع، و یا جامد را خارج سازد و بدین ترتیب در سیستم تولید خلاء نماید.خلاء بصورت خلاء نسبي (Partial Vacuum) و خلاء مطلق (Perfact Vacuum) تعریف می‌گردد.
همواره فشار جو در کنار دریا برابر با یک اتمسفر می‌باشد. لذا با توجه به تعریف فوق، اگر فشار در یک محیط کمتر از فشار اتمسفر باشد به آن خلاء نسبی گفته می‌شود، و اگر همه ی هوا یا گاز درون یک محفظه را بتوان تخلیه کرد به نحوی که هیچ نوع ذره‌ای باقی نماند به آن خلاء مطلق گفته می‌شود که در این صورت فشار در ظرف نسبت به اتمسفر صفر خواهد بود. بطور کلی فشارهای کمتر از یک اتمسفر به چهار دسته، خلاء پایین، خلاء متوسط، خلاء بالا، و خلاء بسیار بالا تقسیم بندی می‌شوند.
طرز کار اجکتورEjector
ساختمانی شیپوری شکل (Venturi) دارد که دارای نازل همگرا - واگرا می‌باشد. در این تجهیز جهت ایجاد خلاء از یک سیال پر فشار به عنوان سیال محرک که می‌تواند بخار، و یا آب باشد استفاده می‌شود. سیال محرک از طریق نازل وارد شده و در حین عبور از تازل، انرژی فشاری آن به انرژی سرعتی تبدیل می‌گردد. این امر، کاهش فشار و افزایش سرعت سیال محرک را به همراه دارد که سبب ایجاد جت یا مکش در خروجی نازل می‌شود.
به این ترتیب سیالی که قرار است مورد مکش قرار گیرد از قسمت ساکشن به داخل محفظه اختلاط مکیده می‌شود و با سیال محرک مخلوط می‌گردد. مخلوط سیال محرک و سیال مکیده شده وارد بخش دیفیوزر شده و در آنجا انرژی سرعتی به انرژی فشاری تبدیل می‌گردد و در نتیجه آن، سیال با فشار زیاد از اجکتور خارج می‌گردد. همواره در یک Ejector، فشار خروجی بیشتر از فشار ورودی است و همین اختلاف فشار در قسمت ورودی و خروجی باعث ایجاد جریان سریع سیالات از قسمت ورودی به سمت خروجی می‌گردد و خلاء نسبی ایجاد شده در قسمت ورودی Ejector را تولید می‌کند.
کاربرد اجکتور Ejector در صنایع
در یک نگاه کلی می‌توان گفت که از این تجهیز به منظور تولید خلاء در یک سیستم انتقال مواد به خارج از یک سیستم، اختلاط مواد با یکدیگر، و تهویه محیط استفاده می‌گردد.
همواره نقطه جوش یک ماده با فشار محیط دارای ارتباط مستقیم می‌باشد، بدین نحو که کاهش فشار محیط سبب کاهش نقطه جوش ماده می‌گردد. او در پالایشگاهها به منظور تفکیک نفت خام به هیدروکربن‌های تشکیل دهنده از برج تقطير تحت خلاء (Vacuum Tower) استفاده می‌گردد. هیدروکربن‌ها در درجه حرارت‌های بالا شکسته می‌شوند اما در یک برج خلاء با ایجاد خلاء و کاهش فشار محیط، نقطه جوش ماده را پایین آورده و می‌توان بدون ازدیاد درجه حرارت امکان تفکیک مواد را فراهم کرد. با توجه به موضوع فوق الذكر اهمیت Ejector به عنوان یک دستگاه تولید خلاء در صنعت مشخص می‌گردد.
همچنین این تجهیزها قابلیت انتقال مواد دو فازی و جامد را نیز دارند، و بدلیل اینکه باعث اختلاط سیال محرک با سیال مکیده شده فرایندی می‌شوند می‌بایست این موضوع در طراحی فرایند مد نظر قرار گیرد. Ejector می‌تواند همانند یک تلمبه عمل کند و باعث تخلیه یک طرفه مایعات گردد که در این شرایط در صنعت به آن جت پمپ (Jet Pump) می‌گویند. از اجکتور Ejector به منظور تولید خلاء برای سیستم‌های تبرید نیز استفاده می‌شود.
انواع اجکتورEjector
با توجه به نوع سیال محرک مورد استفاده به سه دسته زیر تقسیم بندی می‌شوند:
· نوع بخار (Steam Jet)
· نوع مایع (Liquid Jet)
· نوع گاز (Gas Jet)
اجکتور Ejector بخار برای تأمین خلاء به نسبت زیاد و یا حفظ خلاء موجود در یک سیستم به کار می‌روند و سیال محرک آنها بخار می‌باشد. اجکتورهای مایع برای تأمین خلاء به نسبت کم و یا مخلوط کردن مایعات مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این نوع سیال محرک معمولا آب می‌باشد. بدلیل اینکه در Ejector، سیال با فشار زیاد به خارج پرتاب می‌شود از کلمه جت برای آن استفاده می‌شود.
این تجهیز را می‌توان بصورت تک مرحله‌ای و یا چند مرحله‌ای بکار گرفت. همچنین امکان نصب آنها بصورت موازی و سری مقدور می‌باشد. استفاده از اجکتورها بصورت موازی باعث کاهش مدت زمان تولید خلاء می‌گردد لذا برای هنگامی که بار ورودی زیاد است مناسب می‌باشد، همچنین در صورت نیاز به تعمیرات، دستگاه مورد نظر از سرویس خارج و مورد تعمیر قرار می‌گیرد بدون اینکه سیستم از سرویس خارج شود.
استفاده بصورت سری باعث می‌شود که بتوان درصد بیشتری خلاء ایجاد کرد. مجموعه اجکتورهای بخار سری شده حداکثر دارای ۶ مرحله می‌باشند و تا میزان یک صدم میلی بار خلاء تولید می‌نمایند که به آنها Ejector چند مرحله‌ای می‌گویند. در این مورد، جهت تقطیر بخار خروجی از هر مرحله و کاهش بار ورودی به مرحله بعد، از چگالنده‌های میان مرحله‌ای (Inter Condenser) استفاده می‌شود و بدین ترتیب کاهش مصرف بخار محرک فراهم می‌گردد. استفاده از کندانسور تنها بين اجکتورهای مراحل ۱ و ۲، و مراحل ۳ و ۴ امکان پذیر است. زیرا دمای بخار خروجی از این مراحل بیشتر از دمای آب خنک کن کندانسور می‌باشد و امکان تقطیر شدن بخار وجود دارد. اما در بین مراحل ۴ و ۵ و ۶، دمای بخار خروجی از Ejector کمتر از دمای آب خنک کن کندانسور می‌باشد و لذا امکان تقطير بخار وجود ندارد. در این مراحل بخار خروجی از هر مرحله مرحله بعد مکش می‌شود.
در ادامه ی مبحث، برخی از انواع مهم نوع بخار معرفی می‌گردد؛
اجکتور Ejector تقویت کننده ( Ejector: Steam Jet Booster)
از این نوع برای انتقال حجم‌های زیادی از بخارهای قابل میعان، و برای خلاءهای بالاتر از آنچه که قابل دسترسی با کندانسورهای استاندارد استفاده کننده از آب خنک می‌باشد، استفاده می‌شود. اجکتورهای تقویت کننده معمولا با کندانسورهای بارومتریک و یا سطحی به کار برده می‌شوند. همچنین در آنها معمولا از اجکتورهای دو مرحله‌ای استفاده می‌شود. این نوع Ejectorها، بخارها را از سیستم فرایند در خلاء بالا می‌گیرند و آنها را با بخار محرکشان به شرایط خلاء پایین تر (تراکم مخلوط) جائی که بخارات قابل ميعان می‌تواند در دمای آب کندانسور انتقال پیدا کنند، تخلیه می‌کنند.
بخارات غير قابل میعان کندانسور را ترک نموده و از سیستم مرحله دوم عبور می‌نمایند. این سیستم اجازه می‌دهد که یک خلاء ثابت در فرایند نگه داشته شود. از اجکتور Ejector تقویت کننده برای سرد کن تحت خلاء، خشک کن تحت خلاء، تقطير تحت خلاء بالا، گاز زدایی مایعات، و دیگر سیستم‌هایی که حجم زیادی از مواد قابل کندانس در خلاء باید جابجا شوند استفاده می‌شود.
اجکتور Ejector هواکش ( Ejector: Steam Jet Ventilator)
این نوع Ejector می‌تواند هوا، گاز و یا بخارها را با فشار کم حداکثر تا ۵۰۰ میلی بار جابجا نماید. این نوع اجکتور به عنوان هواکش عمل می‌کند و معمولا برای مکش هوای اضافی، گازها و بخارت محیط کار و انبارها، تهویه فضاء و ونت دودکش برای مشعل‌های بویلر استفاده می‌شود.
اجکتور Ejector گرمکن (Steam Jet Heater)
این نوع برای گرمایش مستقیم سیالات در مخازن استفاده می‌شود. این نوع اجکتور در دو مدل تولید می‌شود. در یکی سیال از قسمت مکش وارد اجکتور می‌شود که این مدل برای نصب در بیرون مخزن مناسب است. و در دیگری سیال از اطراف وارد می‌شود که این مدل برای نصب داخل مخزن مناسب است. از جمله مزایای این نوع گرمکن می‌توان به توزیع یکنواخت حرارت به دلیل چرخش سیال داخل مخزن، عدم وجود افت فشار و افت حرارت، کنترل آسان ظرفیت انتقال حرارت با تنظیم نسبت آب و بخار، حذف مشکل آلودگی سطوح مبدل حرارتی، سر و صدای ناچیز، نصب و راه اندازی آسان و سریع، و هزینه کم اشاره کرد.
اجکتور Ejector ترمو کمپرسور (Steam Jet Compressor or Thermo compressor)
از این نوع برای مکش و افزایش فشار بخار حاصل از یک فرآیند نظير تغليظ، جهت استفاده مجدد از انرژی گرمایی بخار فرایند و کاهش مصرف بخار فشار بالا، مورد استفاده قرار می‌گیرد. از طرفی با کاهش مصرف بخار فشار بالا ضمن افزایش راندمان كل سیستم، مصرف آب خنک کن در کندانسور مجموعه نیز کاهش می‌یابد. به عبارت دیگر توسط یک ترمو کمپرسور می‌توان از بخار فشرده شده برای گرمایش استفاده نمود. از جمله مزایای اجکتور ترمو کمپرسور می‌توان به صرفه جویی در انرژی و هزینه، عملکرد ایمن، نگه داری آسان، و جابجایی حجم بالای بخار اشاره کرد. از این دستگاه در فرایند‌های تبخیر، تقطیر، تبرید، تبلور، تغلیظ، بوگیری در صنایع روغن‌های خوراکی، گاز زدایی، و بازیابی حرارت از فاضلاب فرایند‌ها استفاده می‌شود.
اجکتور Ejector مایع (Steam Jet Liquid)
نام دیگر این تجهیز، سیفون (Syphon) می‌باشد و از آن برای مکش و پمپاژ مایعات مخصوصا آب استفاده می‌شود. در این اجکتور، بخار محرک با مایع مکش شده مخلوط می‌شود که در نتیجه آن، بخار کندانس شده و همچنین فشار مایع در خروجی افزایش می‌یابد. فشار مکش و فشار تخلیه، تابع سه فاکتور فشار بخار محرک، دمای مایع، و طراحی اجکتور می‌باشند. هر چه قدر دمای مایعی که مکش می‌شود کمتر باشد اجکتور راندمان بهتری خواهد داشت زیرا در این حالت بخار بهتر کندانس شده و انتقال انرژی به نحو بهتری صورت می‌پذیرد. در حالت کلی دمای سیل مکش شونده باید ۳۰ درجه سانتیگراد پایین تر از دمای جوش متناظر با فشار مکش باشد. از جمله مزایای اجکتور مایع می‌توان به قابلیت نصب آسان بصورت عمودی و یا افقی، هزینه پایین، قابلیت اطمینان و عمر طولانی اشاره کرد. از جمله کاربردهای اجکتور مایع می‌توان به انتقال سیالات خورنده و چسبناک نظیر سیالات رادیو اکتیو و لجن‌ها و فاضلاب، انتقال سیالات شیمیایی نظیر اسید‌ها و باز ها، سیالات گل آلود، و انتقال آب در مواردی که همزمان نیاز به گرمایش آن می‌باشد اشاره کرد.
اجکتور Ejector دارای قسمت‌ها و قطعات متحرک نمی‌باشند لذا هزینه اولیه و تعمیر و نگهداری آنها پایین است. نصب آنها آسان و کنترل عملیات ساده است. از آنها می‌توان در محیط‌های حاوی گازهای قابل انفجار استفاده کرد و خطر انفجار توسط جرقه را برطرف ساخت. اجکتورها بازدهی خوبی دارند اما دارای صدای زیاد می‌باشند.
از جمله فاکتور‌های مهم در انتخاب این تجهیز می‌توان به فشار بخار، دمای بخار، فشار و دمای مکش، و ظرفیت مورد نیاز اشاره کرد.
