اجکتور چیست؟

تاریخچه

اجکتورها یکی از دستگاه‌های مهم مورد استفاده در صنایع بخصوص مربوط به مهندسی شیمی می‌باشند. این دستگاه‌ها دو وظیفه عمده بر عهده دارند که عبارتند از ایجاد خلاء و تخلیه و مخلوط کردن گازها و دیگر  سیالات می‌باشد. علاوه بر این اجکتورها در سرمایش، گرمایش، سیرکوله کردن سیال در مخزن نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. در بکارگیری و طراحی اجکتور هریک از وظایف فوق و یا هر دو با هم می‌تواند مدنظر قرار گیرد. بعنوان مثال در صنایع غذایی برای بهبود کنسانتره میوه‌ها و همچنین افزایش ظرفیت واحد از شرایط تست خلاء استفاده می‌شود و همچنین در پالایشگاه‌ها برای جدا کردن مواد نفتی سنگین که دمای جوش بالا دارند از تقطیر خلاء با کمک اجکتور استفاده می‌شود. در بعضی موارد برای مخلوط کردن مایعات، گازها و مایعات، برای گرمایش یک سیال در داخل مخزن با هیترهای جت بخار و جایگزینی مناسب برای کمپرسور در سیکل تبرید از اجکتور استفاده می‌شود. از موارد دیگر کاربرد اجکتورها می‌توان به صنایع کاغذ و کشتی‌سازی جهت تخلیه اشاره نمود.

منشاء پیدایش اجکتورهای بخار در قاره اروپا می‌باشد. اولین کارها در زمینه اجکتور توسط گیفارد در دهه 1850 انجام گرفت. ارنست کورتینگ و الکساندر فریدمان در سال 1869 در شهر وین طراحی و ساخت انژکتور دیگ بخار را که بر مبنای ساختار اجکتور بود، انجام دادند. در سال 1871 ارنست کورتینگ و برادرش برتلد کارخانه کوچکی را در آلمان احداث کردند که تولیدات این کارخانه به ساخت انژکتور و جت پمپ اختصاص داشت.این کارخانه تا سال 1876 اجکتورهایی با نازل همگرا ساختند که سیال محرکشان آب بود. در همین سال اولین اجکتور بخار از نوع امروزی طراحی شد دلاول اصول طراحی نازلهای همگرا-واگرا مورد استفاده در اجکتورهای بخار را در سال 1890 گسترش داد. تکنولوژی ساخت اجکتورهای بخار بتدریج در امریکا گسترش یافت که کمپانی کرول – رینولدز مشهورترین این کمپانی ها است که در سال 1917 ساخته شد. موسسه مبدل‌های حرارتی که یک شرکت تجاری بین المللی بود در سال 1933 توسط سازندگان کندانسور و اجکتور سازماندهی شد. این موسسه اولین کتاب روش‌های استاندارد تست اجکتورهای بخار را در سال 1938 منتشر نمود که به بررسی ساختارهای اجکتور جت بخار، استانداردهای ساخت و تست و غیره می‌پردازد.

بطور کلی دو نوع متعارف اجکتور وجود دارد. در نوع اول سیال محرک آب یا مایعی تحت فشار است و در نوع دوم سیال محرک بخار می‌باشد. اجکتورهای مایع برای تامین خلاء به نسبت کم و یا مخلوط کردن مایعات مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما اجکتورهای بخار برای تامین خلاء به نسبت زیاد یا حفظ خلاء موجود در یک سیستم بکار می‌روند. در یک تقسیم بندی دیگر ممکن است اجکتور یک مرحله‌ای یا چند مرحله‌ای باشد. واضح است که با قرار دادن چند اجکتور به شکل سری می‌توان به خلاء مطلق بیشتری نسبت به اجکتور یک مرحله‌ای دست یافت. در اجکتورهای چند مرحله بدلیل افزایش دمای بخار محرک خروجی از کندانسورهای سطحی یا بارومتریک (بسته به نحوه قرارگیری و شرایط عملیاتی) جهت کاهش دمای بخار محرک ورودی و کاهش مصرف بخار استفاده می‌شود به همین دلیل به اجکتورهای کندانسی معروف هستند. مزایای اصلی اجکتور جت بخار نسبت به انواع دیگر واحدهای تولید خلاء شامل قیمت پایین، نداشتن قطعات متحرک، ساختار ساده و جمع و جور، قابلیت اطمینان بالا، مقاومت در برابر خوردگی، نصب آسان، عملکرد خلاء بالا اشاره نمود. اجکتور از چهار قسمت عمده‌ی نازل، محفظه احتراق، دیفیوزر و تخلیه تشکیل شده است. نحوه عملکرد اجکتور به این صورت است که سیال ابتدا وارد نازل شده و در عبور از آن سرعتش به شدت افزایش پیدا می‌کند و آنتالپی سیال به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود و در نتیجه فشار سیال بشدت کم می‌شود و فشار داخل اجکتور خیلی کمتر از بیرون آن می‌شود. این عمل باعث ایجاد خلاء شده و سیال به محفظه اختلاط کشیده می‌شود و در محفظه اختلاط با سیال داخل اجکتور مخلوط شده و ترکیبی سیال محرک و مکش از قسمت تخلیه به بیرون تخلیه می‌شود.