Инжекция

(a. injection; н. Injection, Einspritzung; ф. injection; и. inyeccion) — процесс непрерывного смешения двух потоков веществ и передачи энергии инжектирующего (рабочего) потока инжектируемому с целью его нагнетания в разл. аппараты, резервуары и трубопроводы. Смешиваемые потоки могут находиться в газовой, паровой и жидкой фазах и быть равнофазными, разнофазными и изменяющейся фазности (напр., пароводяные). Применяемые для И. струйные аппараты (насосы) наз. инжекторами. Явление И. известно с 16 в. С нач. 19 в. процесс И. получил пром. использование для усиления тяги в дымовых трубах паровозов.

Основы теории И. были заложены в работах нем. учёного Г. Цейнера и англ. учёного У. Дж. М. Ранкина в 70-е гг. 19 в. В СССР начиная с 1918 значит. вклад в развитие теории и практики И. внесли А. Я. Милович, Н. И. Гальперин С. А. Христианович, Е. Я. Соколов, П. Н. Каменев и др. Смешение рабочего и инжектируемого потоков с разными скоростями сопровождается значит. потерей кинетич. энергии на удар и превращением её в тепловую, выравниванием скоростей, повышением давления инжектируемого потока. И. описывается законами сохранения энергии, массы и импульсов. При этом потеря энергии на удар пропорциональна квадрату разности скоростей потоков в начале смешения. При необходимости быстрого и тщательного перемешивания двух однородных сред массовая скорость рабочего потока должна превышать массовую скорость инжектируемого в 2-3 раза. В нек-рых случаях при И. наряду с гидродинамическим происходит и термич. процесс с передачей рабочим потоком инжектируемому тепловой энергии, напр. при нагревании жидкостей паром с интенсивным перемешиванием сред — жидкости и конденсата.

Принцип И. заключается в том, что давление P1 и ср. линейная скорость и1 инжектирующего (рабочего) потока газа или жидкости, движущегося по трубе, в суженном сечении меняются. Скорость потока возрастает (и2>и1), давление (P₂

1) падает, т.е. рост кинетич. энергии потока сопровождается уменьшением его потенциальной энергии. При падении давления Р₂ ниже давления Р₀ в суженную часть трубы засасывается инжектируемая среда, к-рая за счёт поверхностного трения увлекается рабочим потоком и смешивается с ним. При дальнейшем движении смеси по трубе с расширяющимся сечением уменьшение скорости потока до и3 и его кинетич. энергии сопровождается нарастанием потенциальной энергии и давления до величины Р₃, причём Р₂<�Р₀<�Р₃<�Р₁. Таким образом, в результате И. давление инжектируемой среды возрастает от Р₀ до Р₃ за счёт падения давления рабочего потока от P₁ до Р₃, а давление смешанного потока приобретает промежуточное значение.

При И. с изменяющейся фазностью сред, напр. с конденсацией рабочего пара от соприкосновения с холодной инжектируемой жидкостью, можно создавать давление смешанного потока, превышающее давление рабочего потока. В этом случае работа, затрачиваемая на И., совершается не только энергией струи, но и внеш. давлением при сокращении объёма конденсирующегося рабочего пара, а также за счёт превращения его тепловой энергии в потенциальную энергию смешанного потока. По сравнению с механич. способами смешивания, нагревания, сжатия и нагнетания разл. сред И. отличается простотой, однако требует в 2-3 раза больших затрат энергии. О применении И. см. в ст. Инжектор.

Литература: Соколов Е. Я., Зингер Н. М., Струйные аппараты, 2 изд., М., 1970; Каменев П. Н., Гидроэлеваторы в строительстве, 2 изд., М., 1970.

Г. П. Дмитриев.