Kết quả thiết kế
Đường đặc tính Ejector
Sơ đồ kích thước Ejector
Chi tiết tính toán AGA8
Bảng tra thông số khí
| Khí | CT | M (kg/kmol) | k (Cp/Cv) |
|---|---|---|---|
| Không khí (Air) | -- | 28.97 | 1.4 |
| Argon | Ar | 39.948 | 1.667 |
| Butane | C4H10 | 58.124 | 1.091 |
| Carbon Dioxide | CO2 | 44.01 | 1.289 |
| Carbon Monoxide | CO | 28.011 | 1.4 |
| Ethane | C2H6 | 30.07 | 1.186 |
| Ethylene | C2H4 | 28.054 | 1.237 |
| Hydrogen | H2 | 2.016 | 1.405 |
| Methane | CH4 | 16.043 | 1.299 |
| Nitrogen | N2 | 28.013 | 1.4 |
| Octane | C8H18 | 114.231 | 1.044 |
| Oxygen | O2 | 31.999 | 1.395 |
| Propane | C3H8 | 44.097 | 1.126 |
| Hơi nước (Steam) | H2O | 18.015 | 1.327 |
Hướng dẫn sử dụng
Bước 1: Khai báo "Dòng bị cuốn" (Entrained Gas - Khí hút)
Đây là dòng khí ở áp suất thấp mà bạn muốn hút và nén lên. Bạn cần nhập Áp suất, Nhiệt độ và Lưu lượng.
Cách khai báo thông số khí:
- Nhập thủ công: Khối lượng phân tử (M) và tỷ số nhiệt dung (k) (có thể tra nhanh ở nút "Tra cứu giá trị thủ công").
- Khí tự nhiên AGA-8 (Hỗn hợp): Chọn "Khí tự nhiên chuẩn AGA-8", sau đó bấm "MỞ BẢNG CẤU PHẦN KHÍ" để nhập tỷ lệ % mol cho 21 cấu tử. Phương trình trạng thái AGA8 sẽ tự động tính toán M và k cực kỳ chính xác theo áp suất và nhiệt độ thực tế!
Bước 2: Khai báo "Dòng động lực" (Motive Gas)
Nguồn năng lượng chính. Lưu ý: Áp suất tuyệt đối của dòng động lực bắt buộc phải lớn hơn áp suất dòng bị cuốn.
Bước 3: Chạy mô phỏng và xem Kết quả
Hệ thống sẽ tính ra Áp suất xả đạt được, Tỷ số cuốn và Tỷ số nén, cùng các thông số vận hành (vận tốc Mach). Nếu thông báo lỗi "vận tốc dưới âm" xuất hiện, nghĩa là tỷ số cuốn quá cao.
Bước 4: Sử dụng Bản vẽ & Biểu đồ
Biểu đồ hiển thị năng lực hút thực tế (Lưu lượng vs Áp suất hút). Bản vẽ cung cấp toàn bộ kích thước hình học chuẩn để gia công Prototype.
Giải thích thuật toán
1. Cơ sở lý thuyết & Tiêu chuẩn
Thuật toán Ejector được xây dựng trên nền tảng Động lực học lưu chất nén được (1D Compressible Gas Dynamics) dựa trên mô hình chuẩn của Keenan & Neumann, có bổ sung các hệ số hiệu suất thực nghiệm (Empirical Efficiencies $\approx 0.9$) để bám sát thực tế vận hành. Các tiêu chuẩn quy đổi:
- ISO 13443 (Sm³/hr): Điều kiện chuẩn tại 15°C, 1 atm. Thể tích mol = 23.645 m³/kmol.
- DIN/GOST (Nm³/hr): Điều kiện chuẩn tại 0°C, 1 atm. Thể tích mol = 22.414 m³/kmol.
2. Vòi phun động lực (Motive Nozzle)
Dòng khí động lực tăng tốc qua vòi phun hội tụ - phân kỳ (De Laval) đạt trạng thái nghẽn (Choked flow) tại họng vòi ($Mach = 1$). Vận tốc âm thanh cục bộ sử dụng hằng số khí đặc trưng ($R/M$):
Diện tích họng ($A_t$) giải từ phương trình bảo toàn khối lượng và đẳng entropy (Isentropic flow):
3. Buồng trộn (Mixing Chamber)
Quá trình hòa trộn giữa dòng động lực và dòng bị cuốn được tính toán dựa trên định luật Bảo toàn động lượng tại không gian áp suất đồng nhất, kết hợp hệ số hiệu suất hòa trộn ($\eta_{mix}$):
Số Mach của dòng hỗn hợp ($M_{mix}$) được nội suy trung bình từ động lượng vận tốc và động lượng Mach nhằm tăng độ chính xác.
4. Sóng xung kích & Phục hồi áp (Shockwave)
Vì $M_{mix} > 1$ (siêu âm), một Sóng xung kích vuông góc (Normal Shock Wave) sẽ xuất hiện. Tổn thất và bước nhảy áp suất tĩnh qua sóng xung kích tuân theo hệ thức Rankine-Hugoniot:
Cuối cùng, dòng khí qua ống phân kỳ (Diffuser) biến đổi động năng còn lại thành áp suất xả thực tế (Discharge Pressure $P_d$), có áp dụng hệ số hiệu suất phục hồi ($\eta_{diffuser}$):
Nhập cấu tử khí tự nhiên (AGA-8)
Nhập % mol cho từng cấu tử. Các thông số động lực học (Cp/Cv, MW) sẽ được AGA-8 tự động nội suy siêu chính xác theo áp suất và nhiệt độ thực tế của dòng Ejector.