A kilökőszelep alapszerkezete
A vákuumszivattyú kilökőszelepe hasonlóan működik, mint egy precíziós-hangolású léghegedű, három kulcsfontosságú komponenssel: a fúvóka (amely leszűkíti a légáramlási csatornát), a keverőkamra (a nyomás átalakítására szolgáló zóna) és a diffúzor (egy energiavisszanyerő rész). Mivel a sűrített levegő 200–300 m/s sebességgel áramlik át a fúvókán, alacsony-nyomású zónát hoz létre a keverőkamrában; a külső gázokat ezután magával ragadja és elsodorja ez a nagy{5}}sebességű áram, ezáltal vákuumhatás érhető el. Érdekes módon a fúvóka átmérőjének minden 1 mm-es csökkentésével a sugár sebessége körülbelül 15%-kal nő, bár az energiafogyasztás ennek megfelelően nő.
Aerodinamikai jellemzők
Működés közben a kilökőszelep két figyelemre méltó légáramlási jelenséget mutat: a *kidobási hatást* (amikor egy térfogatnyi mozgatógáz magával tudja ragadni és elvinni 3–5 térfogatnyi kiürített gázt) és *lökés{2}}hullámnyomás* (hirtelen nyomásemelkedés, ahogy a légáramlás lelassul). A kísérleti adatok azt mutatják, hogy amikor a Mach-szám a fúvóka kimeneténél eléri az 1,5-öt, a keverőkamrában a vákuumszint elérheti a 0,8 bar-t; továbbá egy optimalizált diffúzorszög (jellemzően 8 fok és 12 fok között) 70% fölé emelheti a kinetikus energia-visszanyerés hatékonyságát.
A paraméterek beállításának művészete
A gyakorlati alkalmazásokban alapvető fontosságú, hogy egyensúlyt találjunk három kulcsparaméter között: *hajtógáznyomás* (0,4 és 0,6 MPa közötti hatékonyságcsúcsok), *gázhőmérséklet* (a hatásfok 1,2%-kal csökken minden 10 fokos emelkedés esetén) és *visszanyomás-tűrés* (a befogadási kapacitás meredeken csökken, ha a tervezett ellennyomás 3%-kal nagyobb, mint a tervezett ellennyomás 0%-kal). A tapasztalat azt mutatja, hogy a szénlerakódások rendszeres tisztítása a fúvókáról (havi rendszerességgel) az eredeti teljesítmény több mint 95%-át megőrzi, míg a lépcsőzetes, többlépcsős kidobó kialakítás további 15–20%-kal növelheti a vákuumszintet.
