喷射泵的设计原理及其在制浆造纸工业的应用
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制浆造纸企业要消耗大量的蒸汽用洗涤漂白结合这些操作过程的工艺条件设计合适的蒸汽喷射式热泵回收这些工艺操作过程中的余热蒸汽或低品位蒸汽的循环利用可以节约大量的热能对于热电联产的制浆造纸企业还可以利用蒸汽喷射式热泵回收自备电站锅炉蒸汽的余热回收换热器冷凝液的闪蒸蒸汽用于间歇式蒸煮锅示意图喷射技术与造纸术一样随科学与社会的发展而日新月异喷射泵是一种结构简单应用极广的能量转换和利用装置本文较系统地阐述了喷射泵的理论设计原理及前人的一些设计经验并结合制浆造纸工业操作单元的工艺特点总结了喷射泵在制浆造纸企业的一些应用实例希望对制浆造纸的节能增效有一定的借鉴作用1016可向各段烘缸供给不同等级的蒸汽每个烘缸的进汽阀只需作较小的调节就可以对各个烘缸供给所需的供汽压力和供汽量从而改善纸机烘缸温度曲线
1 喷射泵的结构和原理
1. 2 喷射泵的结构与分类
图 1 喷射泵的结构
如图 1:喷射泵由喷嘴 、吸入室 、混合室 、扩散管 等几部分组成 。根据流体相位不同 ,通常可将喷射 泵分为三种 :液 - 液喷射泵 ,工作流体和被引射流体 均为液态 ,又称水力喷射器或射流泵 ; 汽 - 液 (水 ) 喷射泵 ,工作流体为蒸汽 ,被引射流体一般为水 ,常 用于通风采暖系统中 ;汽 - 汽喷射器 ,工作流体和被 引射流体均为蒸汽 ,又称为蒸汽喷射泵 ,是一种节能
图 6 汽 - 液喷射泵在制浆造纸企业的应用实例 53
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
4. 3 汽 —喷射泵在制浆造纸企业的应用实例 汽 - 汽喷射泵在制浆造纸企业主要用途是与蒸
图 3 四种收缩型喷嘴及其经验设计规律
R =α0 +α1 x +α2 x2 +α2 x3 式中 : a0 ……a3 都是常数 ,其值由下列条件确定 :
x = 0, R = Di /2; dR / dx = 0; x = L , R = De /2;
dR / d
(Di - De )
射流的起始断面边界层厚度和紊动强度等运动 特性对以后射流的运动有重要引响 ,在实际工作中
作者简介 : 胡庆喜 ,男 ,工程师 ,主要从事纸浆泵送方向的研究 。
Pap e r S c ience & Techno logy 2007 V o l. 26 N o. 5
51
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
喷射泵的设计原理及其在制浆造纸工业的应用
胡庆喜 1 陈永新 2
(1. 华南理工大学造纸与污染控制国家工程研究中心 ,广州 510640; 2. 广州市自来水工程公司 ,广州 510100)
摘 要 :本文主要阐述了喷射泵原理及其在设计中应注意的问题 ,及喷射泵技术在制浆造纸工业的应用实例 。 关键词 :喷射技术 ; 喷射泵 ; 工作原理 ; 应用实例 中图分类号 : TS734 文献标识码 : B 文章编号 : 1671 - 4571 (2007) 0520051204
pH —喷嘴前被引射流体的压力 , N /m2 ;
q =MH —流量比 ; MP
fH2
= f3
-
fp1
;
fP1 fH1
= f3
fp1 - fp1
= fP1 / f3 1 - fp1
;
f3
m = f3 —喷射泵的面积比 ; fp1
MH —被引射 流体的质量流量 ; MP —喷射流体的质量流量 ; fp1 —喷嘴出口截面积 ; f3 —混合室出口截面积 ; fH2 —被引射流体进入混合室的截面积 根据大量的试验研究 ,推荐的速度系数值为 :
水 ,液体化学药剂的高效混合添加及纸机网部的真 空脱水替代真空泵的真空脱水 ,节能与提高脱水效 率。
图 5 液 - 液喷射泵在制浆造纸企业的应用实例 1 - 流浆箱 ; 2 - 胸辊 ; 3 - 成形板 ; 4 - 案辊 ; 5 - 低真空箱 ; 6 - 真空 箱 ; 7 - 上伏辊 ; 8 - 真空伏辊 ; 9 - 驱动辊 ; 10 ~12 - 喷射泵 ; 13 水封池 ; 14 - 循环泵 ; 15 - 导网辊 ; 16 - 紧网辊 ; 17 - 校正辊
1 A2
=
1 A2
+
1 A2e
-
1 A2i
x L
-
2π1 sin2π
x L
式中 : A —断面面积 πR2 ;
i—进口 ;
e—出口 。
美国机械工程师协会 ASM E建议 HB 型喷嘴 β
=De /Di > 0. 25; LB 型 β =De /Di < 0. 5。
沿轴向收缩比 c = D2i / D2e 的变化如图 LB 及 HB 曲线
x L
2
+ (Di - De )
x3 L
长度 L 与 Di 及 De 均无关 ,在进出口处均有一 等断面 ,其长度分别为 Re 和 Re /2
收缩后四种喷嘴出口断面上的时均流速分布均
匀 , CE型喷嘴的边界层最薄 ,紊动强度最低 。而在
卷吸能力上 HB 和 LB 型较强 。
在实际工作中人们为了增强射流的卷吸和掺混
4. 2 汽 - 液喷射泵在制浆造纸企业的应用实例 汽 - 喷射泵在制浆造纸企业主要用于次氯酸盐
漂白液制备提高反应效率和 SBR 造纸废水处理的 射流曝气时提高废水中溶解氧含量及曝气效率 。
式 (2)中 N = f3 = f3 = f3 / fp1 fH2 f3 - fp1 f3 / fp1 - 1
图 8 回收换热器冷凝液的闪蒸蒸汽用于间歇式蒸煮锅 示意图
1 - 蒸煮母液进料罐 ; 2 - 蒸煮母液输送泵 ; 3 - 间歇式蒸煮锅 ; 4 换热器 1; 5 - 高压蒸汽岐管 ; 6 - 低压蒸汽岐管 ; 7 - 换热器 2; 8 喷射泵 ; 9 - 阀蒸罐 ; 10 - 排凝泵 ; 11 - 循环泵
扰作用小 ,出口紊动度低 ,属势流涡 ;采用管内导流
法 ,在喷管内装斜叶导流 。
3 喷射泵的设计计算
不管液 —液喷射泵 、汽 —液喷射泵还是蒸汽喷 射泵 ,其工作原理是相同的 ,其设计都必须遵循三个 最基本的定律 :即质量守恒定律 、能量守恒和动量守 恒定律
B S型喷嘴 B atchelor和 Shaw 建议其线型用如 下经验式 :
—喷嘴的速度系数
;
φ 2
—混合室的速度系数
;
φ 3
—扩散管 的 速 度 系 数
φ 4
—混 合 室 进 口 的
速度系数 ;
Δp4 = p4 - pH —喷射泵的压力 N /m2 ;
ΔpP = pP - pH —工作压力 , N /m2 ;
pp —喷嘴前工作流体的压力 , N /m2 ;
p4 —喷射泵扩散管后混合流体的压力 , N /m2 ;
从工程实用的角度说 ,按实际需要而可能有两 种极端情况 ,一种是要求喷出的射流尽可能保持流 速分布均匀 ,紊动度小 ,对于喷入大气中的水射流有 些要求尽量保持紧密状态 ,紊动扩散愈小愈好 ,如消 防水枪和水力采掘等 ;另一种是要求射流喷出后尽 快扩散 ,提高混合效果 ,如在动力工程和环境工程中 的某些射流 。通常人们认为射流的起始条件对射流 近区的影响是肯定的而对远区的影响则较小 ,因此 , 人们常采用恰当的措施来控制射流的起始条件以达 到更有效利用射流的目的 ,如图 2。 2. 4 喷嘴的型式与设计
CE型喷嘴的线型用三次方程设计 :
图 4 喷射泵工作示意图
3. 1 喷射泵的特性曲线方程
根据三定律推导出圆柱形混合室喷射泵 (不可
压缩流体 )的特性曲线方程为 (省略推导过程 ) :
ΔP4 ΔPp
=φ21
fp1 fp3
2φ2 +
2φ24
-
1 φ2
4
fP1 q2 fH2
(2
-
φ2 3
)
fP1 f3
与喷射泵的面积比 m 有关 ,一般情况下 : m = 1. 5~3, lⅡ - Ⅲ = ( 0. 5~1. 5) d3 ; m = 4~6, lⅡ - Ⅲ = ( 1~2. 5) d3 ; m = 7~25, lⅡ - Ⅲ = ( 1~9) d3
4 喷射泵在制浆造纸工业的应用实例
4. 1 液 —液喷射泵在制浆造纸企业的应用实例 液 —液喷射泵在制浆造纸企业主要用于深井引
图 9 纸机干燥部二次蒸汽的利用热泵示意图 1 - 分汽缸 ; 2 - 一级闪蒸罐 ; 3 - 二级闪蒸罐 ; 4 - 三级闪蒸罐 ; 5 冷凝水贮水罐 ; 6 - 冷凝水泵 ; 7~9 - 热泵 ; 10 ~16 - 压差排水器 ; 17 - 分离器 ; 18 - 真空泵
发器 、冷凝器 、节流阀连同工作介质蒸汽组成蒸汽喷 射式热泵系统 。制浆造纸企业要消耗大量的蒸汽用 于蒸煮 、洗涤 、漂白 、磨浆 、干燥及蒸发等工艺过程 ,
结合这些操作过程的工艺条件 ,设计合适的蒸汽喷 射式热泵 ,回收这些工艺操作过程中的余热蒸汽或 低品位蒸汽的循环利用可以节约大量的热能 ,对于 热电联产的制浆造纸企业还可以利用蒸汽喷射式热 泵回收自备电站锅炉蒸汽的余热 。
φ 1
= 0.
95 ,φ2
= 0.
975 ,φ3
= 0.
9
,
φ 4
= 0.
925
3. 2 喷射泵最优面积比的确定
当工作压力 ΔPp
= pp
- pH和流量比
q =MH给定 MP
时 ;对式 (1)求导 :即令 求得 :
d (ΔP4 ) / d ( fp1 / f3 ) = 0求得 :
f3 fp1
(2
-
φ2 3
作用 ,设法使射流在喷射时旋转起来 ,这样出射后不
仅有纵向速度而且有径向和切向的分速 ,形成所谓
的旋动射流 Sw irling Jets.
旋动射流的形成一般都需要在喷口的上游采用
一定的加旋措施 :采用切线注入法 ,改变切向注入与
轴向进入喷管内的气流比例来调节旋度 ;采用固定
导叶加旋法 ,因叶面附近流动较慢 ,导叶对流动的干
人们为了使射流出射断面流速分布均匀和紊动强度 低 ,常采用收缩形的喷嘴控制射流的出射 ,来达到整 流的目的 ,国外对喷嘴进出口断面面积的收缩比与 时均流速分布的均匀性和紊动衰减的关系在理论上 有不少研究但未达成一致结论 。下面是四种收缩型 喷嘴及其经验设计规律 。如图 3。
图 2 几种常见的射流形态
喷射技术和制 浆造 纸 术 一 样 是 一 项 古 老 的 发 明 ,随着科技的发展 ,喷射技术在工业 、交通 、国防 、 农林 、医疗及人们的日常生活中得到了广泛应用 ,根 据喷射介质状态的不同人们将其分为喷气 、喷水 、喷 雾 、喷砂 、喷浆等实用技术 ,并设计和发明了不同的 喷射装置 。喷射泵是一种特殊结构的流体喷射装 置 ,它能使两种不同压力下的流体相互混合 ,在混合 过程中进行能量交换 ,并形成一种居中压力的混合 流体 。喷射泵结构简单 ,工作性能可靠 ,可广泛应用 于机械 、冶金 、化工 、石油 ,轻工造纸等工业部门 。
余热利用装置 ,也常用于凝结水回收中二次蒸汽的 利用 。 2. 2 喷射泵的工作原理
高压流体经压力管路引入喷射泵中 ,流体经过 喷嘴后速度大大增加 ,高速流体将喷嘴附近的空气 带走 ,在喷嘴附近形成真空 ,被抽送流体就被吸上 来 ,两种流体在混合室进口汇合 ,共同进入混合室 中 。在混合室中工作流体把一部分能量传给被抽送 流体 ,使被抽送流体能量增加 ,两种流体在混合室混 合后 ,进入扩散管中 ,一部分速度能转变为压力能 。 这种利用工作流体的射流来输送流体的设备称喷射 (射流 )泵 。 2. 3 射流的状态和型式
(1
+
q) 2
(1)
52
《造纸科学与技术 》 2007年 第 26卷 第 5期
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
式中
:
φ 1
)
(1
+ q) 2
-
=
φ
op t
2
2φ2
-
1 φ2
nq2
4
(2)
混合室直径 : d3 =
4 π
f3
m
混合室长度 : lⅡ - Ⅲ = ( 6~8) d3 扩散管长度 : lⅢ - Ⅳ = 7 ( d4 - d3 ) 扩散角 :β = (5°~8°) , d4 / d3 = (2~4) ; 喷嘴出口截面到圆柱形混合室进口截面的长度
3. 3 喷射泵特征尺寸的确定
喷嘴出口面积 :
fp1
=
Mp φ
1
喷射流体的比容 , m3 / kg
vp 2ΔPP
m2
,
其中
ν p
为
喷嘴的直径 : dp1 =
4 π
fp1
m
混合室面积 : f3 =
f3 fp1
fp1 m2 ,
op t
Pap e r S c ience & Techno logy 2007 V o l. 26 N o. 5
图 7 自备电站锅炉蒸汽的余热回收图 1 - 带脱气器的锅炉进水器 ; 2 - 锅炉给水泵 ; 3 - 蒸汽锅炉 ; 4 - 安 全阀 ; 5 - 锅炉蒸汽干燥器 ; 6 - 蒸汽分配器 ; 7 - 高压蒸汽用户 ; 8 - 喷射泵 ; 9 - 中压蒸汽用户 ; 10 - 疏水阀 ; 11 - 低压蒸汽用户 ; 12 - 冷凝聚沸炉 ; 13 - 冷凝液回流罐 ; 14 - 冷凝泵
1 喷射泵的结构和原理
1. 2 喷射泵的结构与分类
图 1 喷射泵的结构
如图 1:喷射泵由喷嘴 、吸入室 、混合室 、扩散管 等几部分组成 。根据流体相位不同 ,通常可将喷射 泵分为三种 :液 - 液喷射泵 ,工作流体和被引射流体 均为液态 ,又称水力喷射器或射流泵 ; 汽 - 液 (水 ) 喷射泵 ,工作流体为蒸汽 ,被引射流体一般为水 ,常 用于通风采暖系统中 ;汽 - 汽喷射器 ,工作流体和被 引射流体均为蒸汽 ,又称为蒸汽喷射泵 ,是一种节能
图 6 汽 - 液喷射泵在制浆造纸企业的应用实例 53
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4. 3 汽 —喷射泵在制浆造纸企业的应用实例 汽 - 汽喷射泵在制浆造纸企业主要用途是与蒸
图 3 四种收缩型喷嘴及其经验设计规律
R =α0 +α1 x +α2 x2 +α2 x3 式中 : a0 ……a3 都是常数 ,其值由下列条件确定 :
x = 0, R = Di /2; dR / dx = 0; x = L , R = De /2;
dR / d
(Di - De )
射流的起始断面边界层厚度和紊动强度等运动 特性对以后射流的运动有重要引响 ,在实际工作中
作者简介 : 胡庆喜 ,男 ,工程师 ,主要从事纸浆泵送方向的研究 。
Pap e r S c ience & Techno logy 2007 V o l. 26 N o. 5
51
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
喷射泵的设计原理及其在制浆造纸工业的应用
胡庆喜 1 陈永新 2
(1. 华南理工大学造纸与污染控制国家工程研究中心 ,广州 510640; 2. 广州市自来水工程公司 ,广州 510100)
摘 要 :本文主要阐述了喷射泵原理及其在设计中应注意的问题 ,及喷射泵技术在制浆造纸工业的应用实例 。 关键词 :喷射技术 ; 喷射泵 ; 工作原理 ; 应用实例 中图分类号 : TS734 文献标识码 : B 文章编号 : 1671 - 4571 (2007) 0520051204
pH —喷嘴前被引射流体的压力 , N /m2 ;
q =MH —流量比 ; MP
fH2
= f3
-
fp1
;
fP1 fH1
= f3
fp1 - fp1
= fP1 / f3 1 - fp1
;
f3
m = f3 —喷射泵的面积比 ; fp1
MH —被引射 流体的质量流量 ; MP —喷射流体的质量流量 ; fp1 —喷嘴出口截面积 ; f3 —混合室出口截面积 ; fH2 —被引射流体进入混合室的截面积 根据大量的试验研究 ,推荐的速度系数值为 :
水 ,液体化学药剂的高效混合添加及纸机网部的真 空脱水替代真空泵的真空脱水 ,节能与提高脱水效 率。
图 5 液 - 液喷射泵在制浆造纸企业的应用实例 1 - 流浆箱 ; 2 - 胸辊 ; 3 - 成形板 ; 4 - 案辊 ; 5 - 低真空箱 ; 6 - 真空 箱 ; 7 - 上伏辊 ; 8 - 真空伏辊 ; 9 - 驱动辊 ; 10 ~12 - 喷射泵 ; 13 水封池 ; 14 - 循环泵 ; 15 - 导网辊 ; 16 - 紧网辊 ; 17 - 校正辊
1 A2
=
1 A2
+
1 A2e
-
1 A2i
x L
-
2π1 sin2π
x L
式中 : A —断面面积 πR2 ;
i—进口 ;
e—出口 。
美国机械工程师协会 ASM E建议 HB 型喷嘴 β
=De /Di > 0. 25; LB 型 β =De /Di < 0. 5。
沿轴向收缩比 c = D2i / D2e 的变化如图 LB 及 HB 曲线
x L
2
+ (Di - De )
x3 L
长度 L 与 Di 及 De 均无关 ,在进出口处均有一 等断面 ,其长度分别为 Re 和 Re /2
收缩后四种喷嘴出口断面上的时均流速分布均
匀 , CE型喷嘴的边界层最薄 ,紊动强度最低 。而在
卷吸能力上 HB 和 LB 型较强 。
在实际工作中人们为了增强射流的卷吸和掺混
4. 2 汽 - 液喷射泵在制浆造纸企业的应用实例 汽 - 喷射泵在制浆造纸企业主要用于次氯酸盐
漂白液制备提高反应效率和 SBR 造纸废水处理的 射流曝气时提高废水中溶解氧含量及曝气效率 。
式 (2)中 N = f3 = f3 = f3 / fp1 fH2 f3 - fp1 f3 / fp1 - 1
图 8 回收换热器冷凝液的闪蒸蒸汽用于间歇式蒸煮锅 示意图
1 - 蒸煮母液进料罐 ; 2 - 蒸煮母液输送泵 ; 3 - 间歇式蒸煮锅 ; 4 换热器 1; 5 - 高压蒸汽岐管 ; 6 - 低压蒸汽岐管 ; 7 - 换热器 2; 8 喷射泵 ; 9 - 阀蒸罐 ; 10 - 排凝泵 ; 11 - 循环泵
扰作用小 ,出口紊动度低 ,属势流涡 ;采用管内导流
法 ,在喷管内装斜叶导流 。
3 喷射泵的设计计算
不管液 —液喷射泵 、汽 —液喷射泵还是蒸汽喷 射泵 ,其工作原理是相同的 ,其设计都必须遵循三个 最基本的定律 :即质量守恒定律 、能量守恒和动量守 恒定律
B S型喷嘴 B atchelor和 Shaw 建议其线型用如 下经验式 :
—喷嘴的速度系数
;
φ 2
—混合室的速度系数
;
φ 3
—扩散管 的 速 度 系 数
φ 4
—混 合 室 进 口 的
速度系数 ;
Δp4 = p4 - pH —喷射泵的压力 N /m2 ;
ΔpP = pP - pH —工作压力 , N /m2 ;
pp —喷嘴前工作流体的压力 , N /m2 ;
p4 —喷射泵扩散管后混合流体的压力 , N /m2 ;
从工程实用的角度说 ,按实际需要而可能有两 种极端情况 ,一种是要求喷出的射流尽可能保持流 速分布均匀 ,紊动度小 ,对于喷入大气中的水射流有 些要求尽量保持紧密状态 ,紊动扩散愈小愈好 ,如消 防水枪和水力采掘等 ;另一种是要求射流喷出后尽 快扩散 ,提高混合效果 ,如在动力工程和环境工程中 的某些射流 。通常人们认为射流的起始条件对射流 近区的影响是肯定的而对远区的影响则较小 ,因此 , 人们常采用恰当的措施来控制射流的起始条件以达 到更有效利用射流的目的 ,如图 2。 2. 4 喷嘴的型式与设计
CE型喷嘴的线型用三次方程设计 :
图 4 喷射泵工作示意图
3. 1 喷射泵的特性曲线方程
根据三定律推导出圆柱形混合室喷射泵 (不可
压缩流体 )的特性曲线方程为 (省略推导过程 ) :
ΔP4 ΔPp
=φ21
fp1 fp3
2φ2 +
2φ24
-
1 φ2
4
fP1 q2 fH2
(2
-
φ2 3
)
fP1 f3
与喷射泵的面积比 m 有关 ,一般情况下 : m = 1. 5~3, lⅡ - Ⅲ = ( 0. 5~1. 5) d3 ; m = 4~6, lⅡ - Ⅲ = ( 1~2. 5) d3 ; m = 7~25, lⅡ - Ⅲ = ( 1~9) d3
4 喷射泵在制浆造纸工业的应用实例
4. 1 液 —液喷射泵在制浆造纸企业的应用实例 液 —液喷射泵在制浆造纸企业主要用于深井引
图 9 纸机干燥部二次蒸汽的利用热泵示意图 1 - 分汽缸 ; 2 - 一级闪蒸罐 ; 3 - 二级闪蒸罐 ; 4 - 三级闪蒸罐 ; 5 冷凝水贮水罐 ; 6 - 冷凝水泵 ; 7~9 - 热泵 ; 10 ~16 - 压差排水器 ; 17 - 分离器 ; 18 - 真空泵
发器 、冷凝器 、节流阀连同工作介质蒸汽组成蒸汽喷 射式热泵系统 。制浆造纸企业要消耗大量的蒸汽用 于蒸煮 、洗涤 、漂白 、磨浆 、干燥及蒸发等工艺过程 ,
结合这些操作过程的工艺条件 ,设计合适的蒸汽喷 射式热泵 ,回收这些工艺操作过程中的余热蒸汽或 低品位蒸汽的循环利用可以节约大量的热能 ,对于 热电联产的制浆造纸企业还可以利用蒸汽喷射式热 泵回收自备电站锅炉蒸汽的余热 。
φ 1
= 0.
95 ,φ2
= 0.
975 ,φ3
= 0.
9
,
φ 4
= 0.
925
3. 2 喷射泵最优面积比的确定
当工作压力 ΔPp
= pp
- pH和流量比
q =MH给定 MP
时 ;对式 (1)求导 :即令 求得 :
d (ΔP4 ) / d ( fp1 / f3 ) = 0求得 :
f3 fp1
(2
-
φ2 3
作用 ,设法使射流在喷射时旋转起来 ,这样出射后不
仅有纵向速度而且有径向和切向的分速 ,形成所谓
的旋动射流 Sw irling Jets.
旋动射流的形成一般都需要在喷口的上游采用
一定的加旋措施 :采用切线注入法 ,改变切向注入与
轴向进入喷管内的气流比例来调节旋度 ;采用固定
导叶加旋法 ,因叶面附近流动较慢 ,导叶对流动的干
人们为了使射流出射断面流速分布均匀和紊动强度 低 ,常采用收缩形的喷嘴控制射流的出射 ,来达到整 流的目的 ,国外对喷嘴进出口断面面积的收缩比与 时均流速分布的均匀性和紊动衰减的关系在理论上 有不少研究但未达成一致结论 。下面是四种收缩型 喷嘴及其经验设计规律 。如图 3。
图 2 几种常见的射流形态
喷射技术和制 浆造 纸 术 一 样 是 一 项 古 老 的 发 明 ,随着科技的发展 ,喷射技术在工业 、交通 、国防 、 农林 、医疗及人们的日常生活中得到了广泛应用 ,根 据喷射介质状态的不同人们将其分为喷气 、喷水 、喷 雾 、喷砂 、喷浆等实用技术 ,并设计和发明了不同的 喷射装置 。喷射泵是一种特殊结构的流体喷射装 置 ,它能使两种不同压力下的流体相互混合 ,在混合 过程中进行能量交换 ,并形成一种居中压力的混合 流体 。喷射泵结构简单 ,工作性能可靠 ,可广泛应用 于机械 、冶金 、化工 、石油 ,轻工造纸等工业部门 。
余热利用装置 ,也常用于凝结水回收中二次蒸汽的 利用 。 2. 2 喷射泵的工作原理
高压流体经压力管路引入喷射泵中 ,流体经过 喷嘴后速度大大增加 ,高速流体将喷嘴附近的空气 带走 ,在喷嘴附近形成真空 ,被抽送流体就被吸上 来 ,两种流体在混合室进口汇合 ,共同进入混合室 中 。在混合室中工作流体把一部分能量传给被抽送 流体 ,使被抽送流体能量增加 ,两种流体在混合室混 合后 ,进入扩散管中 ,一部分速度能转变为压力能 。 这种利用工作流体的射流来输送流体的设备称喷射 (射流 )泵 。 2. 3 射流的状态和型式
(1
+
q) 2
(1)
52
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式中
:
φ 1
)
(1
+ q) 2
-
=
φ
op t
2
2φ2
-
1 φ2
nq2
4
(2)
混合室直径 : d3 =
4 π
f3
m
混合室长度 : lⅡ - Ⅲ = ( 6~8) d3 扩散管长度 : lⅢ - Ⅳ = 7 ( d4 - d3 ) 扩散角 :β = (5°~8°) , d4 / d3 = (2~4) ; 喷嘴出口截面到圆柱形混合室进口截面的长度
3. 3 喷射泵特征尺寸的确定
喷嘴出口面积 :
fp1
=
Mp φ
1
喷射流体的比容 , m3 / kg
vp 2ΔPP
m2
,
其中
ν p
为
喷嘴的直径 : dp1 =
4 π
fp1
m
混合室面积 : f3 =
f3 fp1
fp1 m2 ,
op t
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图 7 自备电站锅炉蒸汽的余热回收图 1 - 带脱气器的锅炉进水器 ; 2 - 锅炉给水泵 ; 3 - 蒸汽锅炉 ; 4 - 安 全阀 ; 5 - 锅炉蒸汽干燥器 ; 6 - 蒸汽分配器 ; 7 - 高压蒸汽用户 ; 8 - 喷射泵 ; 9 - 中压蒸汽用户 ; 10 - 疏水阀 ; 11 - 低压蒸汽用户 ; 12 - 冷凝聚沸炉 ; 13 - 冷凝液回流罐 ; 14 - 冷凝泵