自吸式射流曝气机为直连式结构。旋转的叶轮在水中产生一个离心力,通过离心力在叶轮周伟形成一个负压区,空气通过进气管被吸入,被吸入的空气和水在混合盘内混合,随后这种良好的均匀的混合物自动从排出口排出。此过程包括混合盘中的空气与水混合产生气液混合效应,出口排出的气液混合液形成循环和对流;大量空气分子中的氧气告诉运动获得一个高的氧气吸收效率。
自吸式射流曝气机的充氧过程主要是依据两个基本理论:
一、传质理论
传质理论是研究物质由一相转移到另一相中的传质机理与规律,曝气就是通过各种人工曝气设备,创造条件,加速气相中氧向液相中的转移,实质上仍是一个传质过程。这一传质过程目前仍用双膜理论。氧由气相主体先后经过气膜、液膜层流层进入液相主体。由于氧是难溶于水的气体,故氧传递的阻力主要来自液膜。
二、紊流射流理论
1.有关紊流射流的基本概念,射流是流体的一种流态,是指液流的过水断面周界全部不与固体边界接触的运动。根据流态分层流与紊流射流。工程中紊流射流有很大应用价值,射流曝气器内的射流均是紊流射流。根据射入介质与被引射介质相同与否,又分为同相射流与非同相射流,如水-水为同相射流、水-气为非同相射流。
2.紊流射流不论是同相还是非同相,其射流结构基本相同,整个射流由起始段、基本段和末期段三部分组成。起始段又称为初期区域,这是保证喷嘴出口压力的区域,是由射流核心和射流边层两部分所组成。射流核心是指在整个射流中断面上流速分布一致,大小等于喷嘴出口流速而未被四周气体或液体混入的部分,即工作流体未被引射流体扰动的部分。射流边层是指在整个射流中,流速减缓并和四周气体混掺在一起的射流部分。在起始段内,由于射流与四周流体间存在较大速度差,因此射流卷吸作用强,但由于存在射流核心,故混掺做哟过不大。基本段又称为主要区域,在该区域中射流核心已消失,是紊流发达区域,主要起两种流体混掺作用。对于射流曝气来讲,是气水混合搅拌、空气被剪切破碎成微小气泡的区域。末期段又称为末期区域,该区在水-气射流中水流可能成断续流,但在水-水射流中仍为连续流。
3.水-气非同相紊流射流是水射向空气中,由于两种流体密度相差一千倍以上,因而射流扩散角小,射流起始段长。