液气射流泵研究应用进展
给排水综合知识：射流泵技术在含油污水处理的应用.doc
给排水综合知识：射流泵技术在含油污水处理的应用在当今经济高速发展的时代，油污染作为一种常见的污染越来越不可忽视，由于其含油污水的产量大，涉及的范围广，例如石油开采、石油炼制、石油化工、油品贮运、油轮事故、轮船航运、车辆清洗、机械制造、食品加工等过程中均会产生含油污水，进而对环境保护和生态平衡危害极大，所以我们应该竭力遏制其对环境的污染，开发新产品，拓展新思路，为射流泵技术在含油污水处理中的广泛应用，做出不懈的努力!用液气射流泵组成的喷射浮选装置，其基本工作原理足：利用液气射流泵，当污废水从射流泵喷嘴高速喷出时，将其周围的空气一起卷吸走，在喷嘴出口处形成真空区。
空气源源不断地吸进吸入室，随水进入喉管，空气与污水充分混合，进行能量交换，在湍流状态下空气被剪切成微小气泡。
混合后的流体在扩压管内降到速度，因而压力升高，产生气液混合物的压缩过程，最后排入浮选池。
微小气泡浮逸出水面，同时将乳化油不断的带出水面，达到除油的目的。
这种方法与加压溶气浮选法相比，它的进气量大，便于乳化油的带出，处理效果好。
它不需要投加絮凝剂，避免二次污染。
此外，它能耗低，占地面积小，设备简单，无运动部件，维修方便，操作安全，运转费用低。
在空间和重量都受到限制的海洋平台上，对于含油污水的处理应优先考虑采用喷射浮选装置。
最新研制的FXPl50喷射式自控密闭浮选机具有效率高、能耗低（相当于叶轮式的50%）、占地面积小、转动部件少（仅一台泵）和操作维护费用低等优点。
哈萨克北布扎齐油田于2005年5月投入运行该浮选机，其结果表明，该设备对于水中乳化油及悬浮物等有很好的去除效果，且处理效率高，自动化程度高，是一种成熟的诱导气浮设备，其自动控制技术实现了密闭运行及无人化操作的特点，有利于社会、环境、经济和谐发展，其具有广阔的应用前景。
脉冲液体射流泵装置性能理论与试验研究的开题报告
脉冲液体射流泵装置性能理论与试验研究的开题报告一、课题背景和研究意义随着现代石油、化工、医药、食品等工业的发展，对于精密输送、化学反应等精确操作的需求日益迫切，而脉冲液体射流泵作为一种高压、小流量、高精度的新型液体输送方式，其应用前景广阔，成为了当前研究的热点之一。
该技术具有易于控制、传递能量高等特点，可应用于多种领域，例如：在加料过程中形成锥形的液滴，加速化学反应过程，以及高配合反应混合物的液体输送等。
但是，目前国内外对于脉冲液体射流泵的开发研究还处于起步阶段，且在理论和实验两个方面都还存在较大的研究空间，因此，从理论和试验两个方面对于脉冲液体射流泵的性能进行研究，对于深入挖掘其应用潜力，提高其稳定性和精度具有重要意义。
二、研究内容针对以上问题，本课题的研究内容包括以下几个方面：1、设计和制造脉冲液体射流泵装置，并对于其结构和工作原理进行分析和探讨。
2、从理论分析的角度，探讨脉冲液体射流泵的输送流量、压力、速度等性能指标的计算与分析。
利用流体动力学、数字模拟等方法，对于脉冲液体射流泵的流体流动特性进行研究，并建立相应的数值模型，以验证理论分析的可信度。
3、从实验角度出发，对于脉冲液体射流泵的性能进行现场测试，测量其输送流量、压力、速度等指标，并对于其稳定性和精度进行评估，以验证理论分析的正确性，完善理论模型并提高性能。
4、对于脉冲液体射流泵在化学反应、加料、液体混合等操作中的应用进行研究，并进行实验验证，以提高其实际应用价值。
三、研究方法本研究采用物理实验和理论模拟相结合的方法进行。
在物理实验方面，通过设计和制造脉冲液体射流泵装置，进行现场测试并记录数据，以验证其性能指标的准确性；在理论模拟方面，借助于流体动力学、数字模拟等方法，对于脉冲液体射流泵的流体流动特性进行分析，并建立相应的数值模型，以验证理论分析的可信度。
四、研究进度安排1、前期准备阶段（2周）研究文献阅读、理论基础学习和技术准备。
脉冲液体射流泵压力特性的试验研究
Ｇ ｈ ａ —ｈ ｎ ，Ｚ ＡＯ Ｃ ｕ ｎ ｃ ａ ｇ ＨＡＮ Ｊｎｈ ａ Ｉ ｎ ｙ ｎ ，ＧＡＯ Ｚ ｉｋ ｉ Ｇ ｉ— ｕ ，Ｌ Ｕ Ｘｉ— ａ ｇ ｈ－ ａ （ ｏ ｈＣ ｉａＩｓ ｔ ｅｏ ｔ ｏｓｒａｃ ｎ ｙｒｅ ｃｒ ｏ ｅ ， ｈｎｚｏ ５ ０ ，Ｃ ｉａ Ｎ ａ ｈｎ ｔｕ ｆ ｅ Ｃ ｎｅｖｎ ｙａｄＨ ｄｏｌ ｔｃＰ ｗ ｒ Ｚ ｅｇｈｕ４ ０ １ ｎ ｉ ｔ Ｗａ ｒ ｅｉ １ ｈｎ ）
的射 流泵 装 置上 ， 采 用 脉 冲射 流 提 高 射 流 泵 的 对
程等实际工程得到 了应用 ， 取得 了显著的经济效 益 和社会 效益 ¨ 。 由于脉冲液体射流泵与恒定液体射流泵 的内 部 流场 分布规 律 不 同 ， 因此 不 能 将 恒 定 液 体 射 流 泵 研究 成果 用 于脉 冲液 体射 流 泵 － 。关 于 恒定 ８ ］ 液体 射 流 泵 的 压 力 特 性 已进 行 了 深 入 的 研 究 ，Ｊ而对脉 冲液 体射 流泵压 力特 性 的研 究 ， 】“ ， ０ 文
射 流泵 是 利用 高压 射 流 的紊 动 扩散 作用来 卷
吸低压流体 的流体机械和混合反应设备。当两股 不 同压力的流体在射流泵内混合时产生较大的能 量损失 ， 因此其传能传质 的效率较低。提高射流 泵 的传 能传 质效 率 ， 直 是 国 内外 学 者 所 关 注 的 一 课题 。２ ０世 纪 ７ ０年 代 以来 ， 内 外 学 者 在 相 同 国
用 时 间继 电器来 控 制 阻断 器 的开 启 和 关 闭 时 间 ，
２
形 成不 同频 率 的脉 冲射 流 ； 冲射 流 的脉 冲 周 期 脉 Ｔ＝ ｔ和 ｔ分 别 表示 阻 断 器 开 启 时 间 和关 ｔ＋ｔ， ，， ， 闭 时 间 ，； Ｓ以上 ３种 面积 比的液体 射 流泵 尺 寸 ， 仅 改 变喷 嘴尺 寸 ， 它尺 寸 不改 变 。 其
射流泵的研究新进展
射流泵的研究新进展摘要液气射流泵是利用射流紊动扩散作用来传递能量及质量的流体机械和混合设备。
该泵具有无运动部件、结构简单、工作可靠、安装方便等优点，因此被广泛应用于渔业、电力、化工、环保、消防、石油以及航空航天等领域，但其传能效率低一直是国内外学者所关注的问题。
概述了国内外液气射流泵的主要研究成果，总结了其主要研究方法。
特别介绍了液气射流泵在深海石油开采和海水淡化中的应用，并提出利用脉冲射流提高液气射流泵效率的新研究方向。
关键词：液气射流泵液气两相流动数值模拟脉冲射流海水淡化射流泵是一种流体机械，它是以一种利用工作流体的射流来输送流体的设备。
根据工作流体介质和被输流体介质的性质是液体还是气体，而分别称为喷射器、引射器、射流泵等不同名称，但其工作原理和结构形式基本相同。
我们接下来看到的是液气射流泵，一种新型的射流泵，我们将从下面更深入的了解该泵的发展过程。
液气射流泵是利用射流紊动扩散作用来传递能量及质量的流体机械和混合设备。
液气射流泵通过液体射流对气体进行抽吸和压缩，泵内运动属于液气两相流动，且液体和气体之间容重相差很大，运动情况复杂。
液气射流泵具有无运动部件、结构简单、工作可靠、安装方便等优点。
因此，广泛应用于渔业、电力、化工、环境保护、消防、石油以及航空航天等领域，但其传能效率低一直是国内外学者所关注的问题。
国内外的学者运用试验、理论和数值计算的方法对其进行了大量的研究工作，试图揭示液气射流泵内部两相流体流动的机理，从根本上解决传能效率低的问题。
回顾整理这些研究成果，总结其研究方法，可进一步为开展液气射流泵的研究提供依据和参考。
国内外研究状况液气射流泵的发展是一个理论研究和试验研究相互依赖，相互促进的探索过程。
由于液气射流泵内部流动是人们尚未掌握规律的液气两相湍流，不可能进行全面透彻的理论分析。
因此，在液气射流泵的研究过程中，试验研究是主要手段。
20世纪70年代以来，计算流体力学和计算机技术的进步带动了液气射流泵内部流场数值模拟的发展，并逐步发展成为理论与试验并列的新研究方法。
液气射流泵研究应用进展
石 油
机
械
一 ６ 一 ７
２０ ０ ８年
第３ ６卷
第 ２期
Ｃ ＮＡ Ｅ ＨＩ Ｐ ＴＲ０Ｌ ＥＵＭ ＭＡＣＨＩ ＮＥＲＹ
专 题 综 述
（ 北 水利 水 电 学 院 ） 华
７ 代 以来 ，计算 流 体 力学 和计 算 机 技 术 的进 步 Ｏ年
引
言
带动 了液气 射 流泵 内部 流场数 值模 拟 的发展 ，并逐
步发展 成 为理论 与试 验并 列 的新研 究方 法 。
１ ．国外研 究状 况
液气射 流 泵是利 用射 流紊 动扩 散作 用来 传递 能 量及 质量 的流体 机械 和混 合设备 。液 气 射流 泵通 过 液体 射流 对气 体进行 抽 吸和压 缩 ，泵 内运 动属 于液
果 ，总结 其研 究方 法 ，可进 一步 为开 展液 气 射流泵
混合 和压力 突然 升高 现象 ，很 多学 者随后 对 喉管 的
最优 长度进 行 了研 究 。Ｆ ｌ ｍ ｏｓ 推 导 了圆柱 形 喉 ｏ
管 （ 扩 散 管 ） 内 混 合 的 一 元 表 达 式 。 Ｔ ｋ ｓｉ 无 ａａｈ— ｍ ａ … 推导 了 喉管 扩 散 管 的 计 算 公 式 ，并 公 布 了其 试验 数据 。试 验表 明 ，气 液 卷 吸率 不 大 于 ０ ２ ． ，效 率 非 常低 ，但 是 采用 四孔 喷嘴 比采 用单孔 喷 嘴效率
要高。
的研究 提供依 据 和参考 。
国 内外研 究概 况
液气 射 流泵 的发展 是一 个理 论研 究 和试 验研究
相互 依 赖 ，相 互促 进 的探索 过程 。由于液 气射 流泵
Ｂ ｎｉｇｏ 试验 发 现 射 流 泵效 率 随射 流速 度 ｏｎｎｔ ｎ
气液两相流泵的研究进展
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研究进展
流体机械
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西安交通大学 卢金铃 席 光 祁大同
摘 要 介绍了气液两相流动的主要计算模型，总结了现有两相流泵的特点，对有关 两相流泵的流场分析、性能预测、试验研究及水力设计等方面的现有成果分别进行了综 述，对应进一步深入研究的问题及研究中应遵循的一些原则进行了初步探讨。
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流体机械
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以上各种模型重在对叶轮内两相流动进行探 讨，在一定的范围内可以得到合理的结论。但这 些模型对叶轮流道形状的改变并不敏感，不利于 对其进行优化设计。对此黄思等人提出了一种三 维分析模型［!"］，该模型忽略流体的粘性并假定气 相为完全气体。用该模型在两类相对流面的理论 基础上分 析 螺 旋 轴 流 式 气 液 两 相 流 泵 的 内 部 流 动，发现在垂直于流动方向的截面上，压力梯度的 变化很大，容易引起两相分离。该模型忽略了相 间的滑移，同时也不能发现叶轮内含气率的不同 分布，在一定程度上为单相流模型，但它对设计参 数比较敏感，便于对叶轮进行优化设计，若再能考 虑到两相流动的一些真实效应，也很具应用前景。
另外，在输送同一组分的两相介质时可能伴 随有蒸汽的凝结或液相的蒸发。. ":ILLHOO>P 在 UI;IJ> 的 基 础 上 考 虑 了 气 相 的 压 缩 性 和 凝 结 效 应，给出了一种性能预测模型［!7］。(:NC;<CO>; 研 究了蒸汽和水在两台不同尺寸的离心泵内的流动 情况，将其计算结果与实验及前人的研究成果相 对比，发现与不考虑凝结效应相比，两相流动有很 大不同。例如：在考虑凝结的情况下，随着进口含 气率的增加，泵的扬程先增加，而后突然下降等。 对此作者认为在较低含气率下，蒸汽可以完全凝 结，叶轮出口不再有蒸汽存在，因此扬程增加；当 含气率升高时，蒸汽不能完全凝结而导致泵的扬 程降低［!!］。
射流式自吸离心泵研究现状与前景展望
ｏ ｆ ａ ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ｕ ｍ ｄ ｉ ｅ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ．Ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ， ｒ ａ ｐ ｉ ｄ ｓ ｅ ｌ ｆ － ｐ ｒ ｉ ｍｉ ｎ ｇ ， ｌ ｏ ｗ — ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｊ ｅ ｔ
管路 内形 成一 定程 度 真 空 状 态 的特 殊 离 心 泵 ． 自吸
步发展 。 由 于 外 混 式 自吸 离 心 泵 结 构 上 的 简 化 ，
可靠 性 和性 能 上 的提 升 ， 以及 制 造 成 本 的 降 低 ， 外
混式 自吸离 心泵 得 到 了广 泛 的 推 广 、 生 产和应用． １ ９ ８ ４年 ， Ｂ Ｐ系列 自吸离 心 泵通 过 科 研 鉴定 ， 联 合设
动 开关堵 回流孔 ｌ ｏ 』 ， 泵 的效 率等 性 能 参 数 得 到 了 大 幅 提高 ． １ ９ ９ ２年 ， 范宗 霖 提 出 描 述 自吸离 心 泵 自 吸性 能 的参数 为抽 气 率 ｑ和真 空 度 ， 并 指 出 可 以 将 自吸性 能 曲线 的 斜 率 作 为 对 不 同型 式 自吸 离 心 泵及其 自吸能力 强 弱 的评 定 值 ， 而 自吸 方 式 和 叶 轮 圆周 速度 是影 响 Ｋ的 主要 因素． 随着 自吸离 心泵 的进 一 步 发 展 ， 研 究 人 员将 射 流 泵 的射流 喷嘴 技术 应 用 到 自吸 离 心 泵 中． 在 射 流 泵 研究 方面 ， 陆宏 圻 在 １ ９ ８ ９年全 面地 给 出了各 种 射 流泵 的设 计理 论 和设 计 方 法 ， 为 以后 的研 究 工 作
世纪 ９ ０年 代 开始 ， 技术 人员将 弹性 橡 胶 阀应 用 到 自 吸 离心泵 上 ， 使 得 回流 孔 能 够 自动 关 闭 ， 成 功 研 制
射流泵的研究新发展
射流泵的研究新发展环境10-2 郑兴14摘要：介绍了脉冲射流泵的工作原理、作用、应用情况和国内外的研究成果，并进行了系统的论述与总结，分析了当前的研究动态和存在的问题，指出了脉冲射流泵具有广阔的发展和应用前景。
关键词：射流泵效率发展正文：一国内研究进展在国内，武汉水利电力大学陆宏圻教授，长期从事于射流泵及喷射器的研究工作，以他为首的科研人员对各种射流泵装置进行了系统而深入的理论与试验研究，而对脉冲射流泵应用的研究从20世纪80代中期开始。
1986年，陆宏圻教授与北京重型机械厂合作，进行了脉冲离心射流真空泵的研制工作，并对其运行机理进行了研究，提出了基本方程。
在陆宏圻教授指导下，龙新平对脉冲射流泵进行了初步试验研究，导出了非定常射流泵的性能方程。
自1994年以来，龙新平对脉冲液体射流泵进行了一系列试验和数值模拟研究，研究结果表明，脉冲液体射流泵的效率明显高于恒定流射流泵。
高传昌从1995年正式开始从事气液活塞式脉冲射流泵的理论与试验工作，采取了用不同口径的喷嘴、面积比、喉嘴距和脉冲频率等几何参数和工作参数进行了探索试验，初步掌握了装置运行的稳定条件。
但由于方程求解时大量的简化，使得计算方法失去了普遍意义，其设计理论尚不完善。
此外，由于试验条件的限制，一些理论计算结果无法通过实践来验证。
因此，无论在理论上还是在试验上都有待进一步深入研究。
陆宏圻、龙新平在宏观上采用准二维的分析方法，导出了非定常情况下的射流泵性能方程，并与定常情况下射流泵性能方程进行了比较。
但由于一些惯性项的存在，以及目前关于非定常自由射流和有限空间射流流场的分布尚不清楚，无法计算非定常流损失，故非定常流情况下的动量修正系数和流速系数仍停留在稳定流的处理模式上，即以稳定流状态相关量来代替在处理上有困难的非定常流的相关量。
1995年，国内学者秦朝葵、张同等对脉冲燃烧运用于暖风机、热水器、人工煤气燃烧器上进行了试验研究。
2004年，武汉大学何培杰等人采用PTV流场测试技术对液体射流泵的流场进行了试验研究，测得了不同流量比下工作流体和被吸流体的流速分布，分析了射流泵内部流动的沿程发展情况以及射流泵内有限空间流动与无限空间的伴随射流的异同。
脉冲液-气射流泵能量平衡
Ａｂｔａ ｔ Ａ ｎ ｌ ｉ ｌ ｘ ｒｓｉ ｆ ｎｒｙｌｓ ｔ ｐｅｓｒ ｒｔ ｅｐ ｌ ｑ ｉ—ａ ｔ ｕ ａ ｓｒ ｃ ： ｎａ ａ ｔ ａ ｅｐｅｓ ｎｏ ｅ ｅｇ ｓ ｏ ｒｓｕｅ ａｉ ｉ ｔ ｕｓ ｌ ｕｄｇ ｓ ｅ ｐ ｍｐｗ ｓ ｙｃ ｏ ｏ ｏｎ ｈ ｅｉ ｊ
ｍｅｅｓａｆｃｉｇ ｔｅｅ ｅｇ ａａ ｃ ｎ ｅｆｒ ｎ ｅｏ ｉｕｄ ｇ ｓ ｅ ｕ ｃｕ ｅ ｈ ｅ ｕ ｎ ｙｏ ｔｒ ｆ ｔ ｈ ｎ ｒｙｂ ｌｎ ｅａ ｄｐ ｒ ｍａ ｃ ｆ ｌ ｉ —ａ ｔ ｍｐ ｉ ｌｄ ｄｔｅｆ ｑ ｅ ｃ ｆ ｅ ｎ ｏ ａ ｑ ｊ ｐ ｎ ｒ ｐ ｌｅｊｔ ｒａｒｔ ｆ ｗ ｒｔ ａｉ ｎ ｒａ ｎ ｔ ．Ｂ ｏ ａｉｇｔｅｅ ｐ ｒ ｎａ ａａｏ ｅｐ ｍｐ ｕｓ ｅ ，ａｅ ｉ ｌ ａｅｒｔ ａ ｄｔ ｏ ｔ ｅ ｇｈ ｙｃ ｍｐ ｒ ｘ ｅｉ ｔｌ ｔ ｆ ｈ ｕ ａ ｏ， ｏ ｏ ｈ ｌ ｎ ｈ ｍｅ ｄ ｔ
泵内两股不 同压力 的液 体和气体混合 时会 产生较
大 的能量 损失 ， 使其 传能 传质 的效 率较 低 而 内外 学者 所关 注 的课题 。 ． ． 因
５ ）喉管入 口损 失压 力 比 ｈ 表 达式 为 ｆ ４
Ｈ ｇ ｆ ４ ｐ４
＝
此 ， 高液 一气 射 流 泵 的传 能 传 质 效 率 ， 直 是 国 提 一 文 中根据 脉 冲液 一气 射 流 泵 的工 作 特 点 ， 其 对 能量 平衡 进行 理论 与试 验 研究 ， 析 其传 能 传 质 机 分
ｍａ ｅ ｒ ｔ ｉｄ，ａ ｄ ｔｅ ｒ ｏ ｆｍ ￣ｄ ｂ ｘ ｅｉ ｅ ｔ ｎ ｕ ｅ ｉａ ｉ ｌ ｔ ｎ ．Ｔｈ ｐ ｉ ｎ ｅ ｗｅ ｅ ｓｕｄ ｅ ｎ ｈ ｎ ｗｅ ｅｃ ｎ ｉ ｅ ｙ ｅ ｐ ｒｍ ｎ ｓａ ｄ ｎ ｍ ｒｃ ｌｓｍｕ ａ ｉ ｓ ｏ ｅ ｏ ｔｍｕｍ
气液双用射流方式在无底阀水泵中的应用
气液双用射流方式在无底阀水泵中的应用阐述在矿井主排水系统中为了提高排水安全和效率，在无底阀泵引水灌注装置即射流装置中采用双流体介质的工作原理及应用，以提高水泵运行的安全性。
标签：无底阀水泵射流装置管路1 概述我矿井排水系统中无底阀射流泵工作方式一般采用高压水一种流体介质作为水泵启动前引水灌注，一旦出现高压水源丢失对正常排水将造成威胁，安全就会得不到保障，严重者会造成重大事故。
因此，改造使用气液双高压流体介质射流装置，以提高井下排水设备安全运转的可靠性，提高安全指数确保矿井安全。
2 无底阀泵的工作原理如何提高无底阀泵的安全运行水平我们必须首先了解其工作原理及特性。
所谓无底阀泵就是把水泵吸水管底部单向逆止阀去掉，在离心式水泵上安装射流器。
工作原理：高压介质通过射流器，在射流器内形成负压将泵体及吸水馆内空气抽出，使泵体及吸水管内形成真空，吸水井内的水在大气的压力下充满水泵及吸水管完成启动准备。
射流器的结构及原理：①结构：射流器由三通、喷嘴、扩散管、吸水管、阀门等部件组成。
如右安装示意图。
②原理：高压流体通过喷嘴3在喷嘴端部形成较大动压十的喷嘴部的静压降形成负压于是见泵体及吸水管内的空气排出，汽水混合物通过喉管5和扩散器6射出体外，吸水井内的水在大气压的作用下充填满泵体和吸水管完成启动准备。
3 无底阀泵安全分析根据右表可以看出在无底阀泵的常见故障中射流装置高压流体介质泄露和技术指标不达标是影响水泵正常启动的最大隐患，因此确保高压流体介质工作稳定意义重大，它是水泵安全运行的一个关键。
4 提高无底阀泵安全运行方案根据射流水泵的特性原理采用气液双高压流体介质作为无底阀泵射流装置的工作流体。
（气采用井下压风系统，液采用静压水）4.1 工作原理气液双高压流体介质射流装置就是采用双管路与射流器并接，正常工作时只使用气（压风）或液（静压水）一种介质工作，当任意一种介质出现丢失故障时，便可以切换到另一方，做到一用一备。
射流曝气技术实验研究
射流曝气技术的实验研究郑晓萌赵静野高军（北京建筑工程学院北京 100044）摘要：本文对液-气射流泵的主要结构参数和特性进行了理论分析和实验研究。
讨论了喷嘴距、混合管长度及背压对引气量的影响。
通过对射流曝气充氧性能的量测，得到了一些有实用价值的结果。
关键词：液-气射流泵面积比喷嘴距混合管长度背压充氧曝气Experimental Study on water-air aerationZheng Xiaomeng Zhao Jingye Gao Jun(Beijing Institute of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044)Abstract: The principal structural factors and the characteristics of water-air-ejector were studied in this paper. The influences on aeration of the different nozzle space, the different length of mixing tube and the different backing pressure have been discussed. With the oxygenic aeration experiment, some useful results were obtained. Key words: water-air-ejector；area ratio；nozzle space；mixing tube；backing pressure；oxygenic aeration1 引言液-气射流泵是利用主喷管射流的动能引射环境空气，并由于射流的紊动扩散作用，使不同压力的两股流体相互混合，并引发能量交换的流体机械和混合反应设备。
液气射流泵性能研究与数值模拟
液气射流泵性能研究与数值模拟射流泵是一种利用高速射流作为动力来传递动能和质量的流体机械和混合反响设备,其本身没有运动部件,具有结构简单、安装方便、工作可靠、寿命长等优点, 在许多工艺流程中应用具有优越性和不可替代性,在国民经济的开展中起着重要的作用。
但射流泵的缺点是由于工作流体〔射流〕和被吸流体〔引射流体〕混合能量损失很大,导致泵的效率较低, 这在一定程度限制了射流泵的应用范围。
本文利用有限元软件FLUENT17.0对液气射流泵内部流场进行模拟,研究喉嘴距、面积比、喷嘴结构和喷嘴安装形式等结构形式和不同工况对射流泵流场分布规律的影响, 寻求射流泵效率较高时的结构参数和合理工况。
主要开展以下工作:以单一变量法为根底, 构建不同喉嘴距和面积比下液气射流泵流体域模型, 导入到ICEM-CFD中进行网格划分并设定射流泵的各种边界，选择Mixture多相流模型和标准k- &湍流模型来进行数值模拟。
利用CFD-Post提取泵内压力和速度分布云图，提取进出口压力和质量流量数据。
对不同结构尺寸〔面积比、喉嘴距〕液气射流泵的流场性能进行比较分析, 以效率较优为目标, 得到较优喉嘴距和面积比。
在较优喉嘴距和面积比下, 将余弦、圆锥和圆柱喷嘴的性能进行比照, 得出圆柱喷嘴射流泵的壁面压力变化和轴线上的压力变化较余弦、圆锥喷嘴射流泵更大由于工作流体经过其收缩断面, 能量损失较大, 效率相对余弦、圆锥喷嘴低。
余弦和圆锥喷嘴射流泵流场特性相近, 考虑到余弦喷嘴不易加工, 射流泵采用圆锥喷嘴更合理。
在较优喉嘴距和面积比下, 考察多喷嘴液气射流泵内部流场特性, 设计了圆形三喷嘴、三角形三喷嘴、环向四喷嘴、中心四喷嘴和六喷嘴这五种多喷嘴射流泵,并使多喷嘴的喷嘴出口总面积等于单喷嘴且在同样边界条件下模拟。
本次设计的多喷嘴效率整体低于单喷嘴,说明多喷嘴不总是可以提高泵的效率, 喷嘴自身的结构和布置形式会影响泵的效率。
比照研究了平行六喷嘴和 2 种倾斜角度不同的聚焦六喷嘴射流泵的效率,得出聚焦多喷嘴可以提高泵的效率,喷嘴倾斜角越大,越有利于射流进行交汇, 形成的高速流核区向前推进的距离越大, 越有利于水射流与气体混合, 提高泵的效率。
液体射流泵技术的理论及应用
液体射流泵技术的理论及应用摘 要：射流泵是利用射流紊动扩散作用，来传递能量和质量的流体机械和混合反应设备。
运用流体力学和湍射流理论，导出射流泵的基本性能方程，并分析射流泵基本性能的影响因素；通过泵内能量守恒分析，研究泵内能量变化情况，并进行泵效的计算与分析，给出了射流泵运行的高效区。
关键词：射流泵;性能方程；能量损失；效率1. 前言射流泵是一种流体机械，它是以一种利用工作流体的射流来输送流体的设备。
根据工作流体介质和被输送流体介质的性质是液体还是气体，而分别称为喷射器、引射器、射流泵等不同名称，但其工作原理和结构式基本相同。
通常把工作液体和被抽送液体是同一种液体的设备称为射流泵。
本文则主要对液体射流泵2. 射流泵的基本结构2.1 基本结构射流泵主要有1.压力管路、2.喷嘴、3.吸入管路、4.喉管、5.扩散管、6.排出管等组成。
该泵整体结构简单，没有运动件，其结构如图1所示。
2.2工作原理 图1 射流泵基本结构示意图 工作液体从动力源沿压力管路1引入喷嘴2，在喷嘴出口处由于射流和空气之间的粘滞作用。
把喷嘴附近空气带走，使喷嘴附近形成真空，外界大气压力作用下，被抽送液体从吸入管路3被吸上来，并随同高速工作液体一同进入喉管4内，在喉管内两股液体发生动量交换，工作液体将一部分能量传递给被抽送液体。
这样，工作液体速度减慢，被抽送液体速度渐加快，到达喉管末端两股液体的速度渐趋一致，混合过程基本完成。
然后进入扩散管5，在扩散管内流速渐降低压力上升，最后从排出管6排出。
3. 射流泵的基本性能研究射流泵基本方程()m q f h =以无量纲参数扬程比h ，流量比q 和面积比m 来表征射流泵内的能量变化，以及各基本零件（喷嘴、喉管、扩散管和喉管进口）对性能的影响。
运用水力学基本原理，即对射流泵沿着液体流动方向分段应用动量方程、能量方程和连续性方程分五步导出射流泵基本方程。
1) 先对喉管进口a-a 断面与它的出口b-b 断面列出动量方程2ϕρ(q 1υ1a +q 2υ2a )- ρ(q 1+q 2)υb =[(p b +ρgz a )-(p a +ρgz a )]f b其中υ1a =n 11f q =υ1n , υ2a =a 22f q =n1b 2f f q -, υb =b 21f q q +。
射流泵的研究及其应用
射流泵的研究及其应用姓名: 张航学院：环境与化工学院专业：环境工程学号: 7号论文题目：射流泵的研究及其应用指导教师：罗克洁射流泵的研究及其应用摘要：介绍了射流泵的基本特点、结构与工作原理，从设计理论、内部流动和基本应用三个方面详细论述了射流泵的发展现状。
射流泵作为一种流体输送机械及混合反应设备，本身没有运动部件，结构特殊、工作可靠，将其与其他工作泵组合使用，可提高整个装置吸程，改善汽蚀性能，因而广泛应用于农业、水利、交通运输和环境保护等国民经济的各部门。
关键字：射流泵特点发展现状应用Abstract：The jet pump’s basic characteristic，stmcture and working principle are outlined．The deVel·opment status of the jet pump including the design theory，intemal now and basic applications are discussed．As one of the liquid transportation machines and mixing reaction equipments，jet pump has nomoving parts．’Jet pump has special stmcture and works reliablely．It will enhance the deVice suction andimprove cavitation chamcteristics if jet pump worl(s with other pumps．The pumps are widely used in agri—culture，water consenrancy，traffic and environmental pmtection．The development tendency of jet pumpsare also predicted．Key words：jet pump；characteristic；current situation；application射流泵是一种流体输送机械及混合反应设备，其特点是本身没有运动部件，结构简单，且工作可靠，密封性好，适宜在高温、高压、真空、放射和水下等特殊条件下工作。
射流泵的工作原理和应用
射流泵的工作原理和应用1. 射流泵的概述射流泵是一种利用能流动液体的喷射动能从而产生吸入和排出流体的装置。
它使用了高速射流流体的能量转换原理，没有移动部件，具有简单、可靠、无漏油等优点。
本文将介绍射流泵的工作原理、主要构成和应用领域。
2. 射流泵的工作原理射流泵基于贝努利定理和连续性方程，通过液体高速射流的喷射作用来实现泵送液体的目的。
其工作原理如下：2.1 贝努利定理根据贝努利定理，液体在流动过程中，其速度越高，压力就越低。
射流泵利用高速射流的动能将其转换为低压区的吸力，实现了吸入和排出流体的作用。
2.2 连续性方程射流泵的工作还要依赖连续性方程。
该方程表达了液体在管道中的流量守恒原理，即单位时间内通过任何给定截面的液体质量是守恒的。
3. 射流泵的构成射流泵主要由以下几部分组成：3.1 主体结构射流泵的主体结构由入口管道、喷嘴和驱动装置组成。
入口管道将待泵送的液体引入喷嘴，喷嘴通过驱动装置提供的高速液体射流动能来实现液体的泵送。
3.2 有源介质有源介质是射流泵中用来产生高速射流的介质，可以是液体、气体或蒸汽。
有源介质的选择需要考虑工况要求、成本和能源消耗等方面的因素。
3.3 驱动装置驱动装置是射流泵中提供射流动能的关键部件。
常见的驱动装置包括压缩空气、电动机和蒸汽动力等。
4. 射流泵的应用射流泵由于其无需移动部件、节能环保的特点，在许多领域得到了广泛的应用，主要包括以下几个方面：4.1 污水处理射流泵在污水处理中广泛应用，利用其强大的排液能力和不易堵塞的特点，可以有效地将污水从低处输送到高处。
4.2 化工工艺射流泵在化工工艺中用于搅拌、混合和输送液体。
其无需移动部件的设计，使得射流泵在化工工艺中不易损坏，具有较长的使用寿命。
4.3 矿山排水射流泵在矿山排水中具有广泛的应用。
由于矿山地质条件复杂，且需要大量排水，传统的泵送设备常常不能满足要求，而射流泵可以通过调整喷嘴和液体流速来适应不同的排水量和排水距离。
几种异形喷嘴喷射的液气射流泵性能试验研究
ｑ ｉａｅ ｔａｅ ． Ｗ ｉ ｈ ｅ ｉｄ ｆｅ ｕｖ ｌｎ ｒａｏ ｏｚｅ，ｔｅｈ ｄ ａ ｌ ｅ ｏｍａ ｃ ｘ ｅｉ ｎｓｏ Ｊ Ｐ ｗｅｅｃ ｒ ｅ ｕ ， ｕｖ ｎ ｒａ ｌ ｔ ｔｒｅｋｎ ｓｏ ｑ ｉａｅ ｔａｅ ｆｎ ｚｌ ｈ ｙ ｒｕｉ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅｅ ｐ ｒ ｈ ｃ ｆ ｍｅ ｔ ｆＬ Ｇ ｒ ａｒ ｄｏ ｔ ｉ ｗ ｉ ｈ ｉｅｏ ｅｔｒａ ａ ｘ ｄ ｈ ｒｉｇｐ ｅｓ ｒ ｆ Ｊ ｔ ｉｃ ｌｒｎ ｚｌ ａ ｏ ｒ Ｉ ｎ山ａ ｆ ｏ ．ｉ ｕａ ｏｚｅ ｈｌ ｔｅｓｚ ｆｔ ｈ ｔ ｓｆ ｅ ．Ｔ ｅｗｏｋｎ ｒｓｕ ｅｏ ＧＰｗｉ ｃｒｕａ ｏ ｚ ｗ ｓｌｗｅ ｌ ｅ ｈ ｏ ｗ ｉ Ｌ ｈ ｅ ｔａ ｔ ｎ ｃｒ ｌｒｎ ｚｌ ｏｎ ｃ ｗ ｅ ｔ ｄ ｈ ｕ ｔ ｎ ｃ ａ ｅ ｒ ｎ ｅｔｉ ａｕ ｍ ｅ ｅ．Ｔ ｅｌ ｕｄｇ ｓｒｔ ｆｌ Ｇ ｔ ｏ －ｉ ｕａ ｏｚｅｗａ ｔ ｈ ｎ ｉ ｍａ ｅｔｅｓ ｃｉ ｈ ｍｂ ｒｆ ｍｉｇａｃ ｒ ｎ ｖ ｃ ｕ ｌｖ １ ｈ ｉ ｉ．ａ ａｉ ｏ Ｊ Ｐ ｗｉ ｎ ｎ ｃｒ ｌｒｎ ｚｌ ｓ ｌ － ｏ ｏ ａ ｑ ｏ ＿ ｈ ｃ ａ ｇｒｔａ ａ ｆｔｅ ｃｒｕａ ｏｚｅｗｈ ｎ ｔｅ ａｅ ａｉ ｆＬ ＧＰ ｉｃ ａｅ ． Ｔ ｅ ｎ ｎ ｃｒｕａ ｏｚｅ ｃｕｄ ｒｄ ｃ ｈ ｅ ｇｈ ｏ ｅ ｈ ｎ ｔ ｔ ｈ ｉ ｌ ｎ ｚｌ ｅ ｈ ａｒｔ ｏ Ｊ ｎ ｒ ｓｄ ｈ ｏ ｃ ｒ ｒ ｏ ｅ ｈ ｏ —ｉ ｌｒｎ ｚｌ ｏ ｌ ｅ ｕ ｅｔｅ ｌｎ ｔ ｆ ｃ
中图分类号 ： Ｔ ３ Ｈ８ 文献标识码 ： Ａ ｄｉ１ ．９９ ｊｉ ｎ １０ ０ ２ ．０ １ １．０ ｏ：０ ３ ６ ／． ｓ．０ ５— ３９ ２ １ ． １０ １ ｓ
利用射流泵输送油水两相管流的实验研究
第19卷 第4期实验流体力学V ol.19,N o.4 2005年12月Journal of Experiments in Fluid Mechanics Dec.,2005 文章编号:167229897(2005)0420049207利用射流泵输送油水两相管流的实验研究许晶禹,吴应湘,李东晖(中国科学院力学研究所工程科学研究部,北京 100080) 摘要:研究了应用射流泵输送油水两相管流时泵对下游管道中流型和压降的影响。
实验管线为内径50mm的透明有机玻璃管,管线从入口到分离器长约35m,实验段由一个垂直倒U型管和一个长3m水平管组成。
分别给出了不同入口条件下实验管段的流型图和压降图。
结果表明:采用射流泵输送油水两相流动,对下游管道流型和油水乳化速度有着显著的影响,但对下游管道内的压降随混合流速和体积份额的变化趋势影响很小。
关键词:射流泵;油水两相流动;流型;压降;乳化 中图分类号:O359 文献标识码:AΞExperimental studies for oil2w ater tw o2phase pipelinetransportation with jet pumpX U Jing2yu,WU Y ing2xiang,LI Dong2hui(Division of Engineering Sciences,Institute of Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100080,China)) Abstract:The effects of oil2water tw o2phase pipeline transportation with jet pum p on flow pattern and pressure drop is investigated.The total length of the flow2loop between the entrance and the separation unit is approximately35m.The test sections consist of a vertical inverse U2bend,with3.3m height and0.72m width,and a3m long horizontal pipe.The flow pattern and pressure drop graphs are obtained from present ex2 perimental data.It is shown that jet pum p exerts a remarkable effect on flow pattern and oil2water emulsifica2 tion,but undertakes a minimal effect on pressure drop. K ey w ords:jet pum p;oil2water tw o2phase flow;flow pattern;pressure drop;emulsion0 引 言 射流泵广泛应用于石油化工领域,其工作原理是通过引射与被引射流体间进行动量和能量交换,达到携带被引射流体的目的。
射流泵及其理论的发展历程
射流泵及其理论的发展历程射流泵属于新兴的学科—喷射技术，它是一种利用高速流体作为工作动力的流体机械和混合反应设备。
射流泵本身没有运动部件，具有结构简单、密封性好、工作可靠和成本低廉等一系列独特的优点，在许多工艺流程应用中具有优越性和不可替代性，特别适合水下、放射、易燃和易爆等场合。
随着近代流体力学、空气动力学、传热及传质学的进一步发展，近年来射流泵在国内外发展很快，已普遍应用于国民经济各行业。
目前我国在石油[2]-[4]、水利[5]、电力[6]、交通、化工[7]、轻工、冶金[8]、矿山、环境保护[9]-[11]、核工业等行业正在逐步推广使用射流泵，取得了很大的经济效益。
射流泵技术的设计应用已经有100多年的历史了。
经过国内外专家、学者的不懈努力，对射流泵的基本理论、基本性能方程及各部件尺寸的优化的研究等都有了深入的进展。
1852年，James Thomson发明了射流泵[12]。
19世纪60年代，德国学者Zeuner G.根据动量原理，建立了射流泵的设计理论基础，并于1870年与Rankine M.对其进一步完善、发展，但这个理论不能解决射流泵的计算问题。
直到20世纪30年代以后，随着流体力学的发展，才推动了射流泵设计理论的进一步发展与成熟。
1933-1934年，Gosline J.E.和Obrien M.P.在美国加利福尼亚大学对液体射流泵进行了系统的实验研究工作[13]，建立了基本性能方程，并应用于油井抽油。
1939年，Flugel G . V建立了射流泵及喷射器的计算方法。
1951年，Rodes T.W.提出了用液体射流泵抽送泥沙，并指出了其经济性与可靠性。
1952年，Maconaghy J.W.提出了射流泵装置的性能计算方法[14]。
1965年，Hansen A.G提出液体射流泵的设计方法[15]。
在前苏联，1931-1940年在中央流体力学研究所和全苏热工研究所领导下提出了喷射器的计算方法和变工况下喷射器的性能方程。
气液一体射流泵的作用原理
气液一体射流泵的作用原理气液一体射流泵是一种将气体与液体混合后通过射流原理实现泵送的装置。
它具有结构简单、无机械运动部件、操作方便等优点，在化工、环境工程、水处理等领域具有广泛的应用。
气液一体射流泵的作用原理可以分为三个部分：气体通道、液体通道以及射流区。
首先是气体通道。
气液一体射流泵在工作时，通过气体通道将压缩空气或其他气体送入泵内。
进气口设置在泵的一侧，通过气体供应系统将气体送入泵内。
进入气体通道后，气体会通过一个喷嘴进入射流区，与液体混合。
其次是液体通道。
液体通道主要包括泵体、进液管道和出液管道。
液体通道一般是在泵体内部设置的。
进液管道连接在泵体的一侧，用于将待泵送的液体引入泵内。
出液管道则是连接在泵体的另一侧，用于将泵送液体排出。
最后是射流区。
射流区是气液一体射流泵的核心部分，也是气体与液体混合的区域。
射流区一般由一个喷嘴和一个收集室构成。
液体经过进液管道进入射流区的喷嘴，然后通过喷嘴的缩流作用进入收集室。
在喷嘴与收集室的连接处形成一个真空区，气体通过气体通道进入射流区与液体混合。
由于气体在射流区的喷嘴处速度较高，通过射流作用使得液体产生一定的负压，使液体被吸入并混合均匀。
混合后的气液混合物将沿着出液管道被排出，完成泵送过程。
总结来说，气液一体射流泵的作用原理是通过气体与液体的混合以及射流原理来实现泵送。
在喷嘴处气体的高速射流使得液体产生负压，被吸入并与气体混合，然后沿着出液管道排出。
通过这种方式，气液一体射流泵能够实现无机械运动的泵送，具有结构简单、无污染等优点，在一些特定的应用场景中有着重要的作用。
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泵的研究过程中， 试验研究是主要手段。 世纪 ０ ２
＊基金 项目 国 然 基金资 项目 “ 液 ： 家自 科学 助 脉冲 体射流泵 装置的 理论与 及其 基本 试验研究”（ ３ １） ５ ９３ 。 ｏ０ ７
万方数据
一
６ — ８
石
油
机
械
２８ ０ 年 第３ 卷 第２ ６ 期
力系数的一元关系式，并将理论和试验结果进行比 较。结果表明， 使用液气射流泵结构 （ 喉管长度 为喉管直径的４ 倍，液气射流泵的最优喉管长度为 ４８ 一 倍的喉管直径）时等温压缩率为 １％左右； ０ 在用透明喉管进行试验时发现， 液气射流泵的最优
验证。陆宏沂〔 整理了国外学者及本人的大量研 ’ “ 」
究成果，出版了 《 射流泵技术的理论与应用》一 书，标志着国内射流泵理论走向成熟。
廖 佳〔不仅用试验从宏观上研究了 定 ６ ］ 液气射
流泵的特性， 还从内部流场的角度，用数值求解的 方法研究了液气射流泵内 各参数的变化。他对３ 个 面积比的液气射流泵在不同含气体积分数下进行了
性能是液 气混合完 成于喉管出口 Ｂｔ 〔对液气 。 ｚ ’ ｅｌ 】 ｒ ｅ
液一 液气射流泵试验研究获得了一些应用于工程的 经验公式。
Ｎ ｅ１ 研究了 ｖ’ ｅ Ｌ试验 液气射流泵扩散管的 性能。
试验表明， 扩散管的性能与扩散管人口 两相流体速 度的不一致性和液气两相流在扩散管内均匀混合的
发展程度有关。 ａａ。 ｃｒｌ 川使用ｃＤ软件ｒ Ａ ｖｈ ｒ ｌＰ ｏＣ
对液气射流泵喉管内的液气两相流流场进行了数值
用与 研究工 Ｈ ｆｒ 作。 ｏ 川首先提出了 ｅ ｅ 液气射流泵的
概念， 并利用它对凝汽器进行了抽真空试验，随后 德国和前苏联的杂志发表了许多关于液气射流泵的
论文。 ａｍ ｅ〔首 发现了 Ｒｍ ｉｎ’ 先 ｇ ｎ 】 喉管内 气的 液 快速
混合和压力突然升高现象，很多学者随后对喉管的
最优长度进行了研究。Ｆｌｍ’ ｏ ｓ 川推导了圆柱形喉 ｏ ［ 管（ 无扩散管）内混合的一元表达式。Ｔｋ ｈ ａａ－ ｓ ｉ ｍ川 ａ 推导了 喉管扩散管的计算公式， 并公布了 其
喷射器的理论和试验成果。前苏联索科夫和津格
距离对液气射流泵性能的影响， 研究结果发现最优 ２ 国内研究状况 ．
尔［出 ］ ’ 版了 《 喷射器》 （９ 年第２ １ ０ ７ 版）专著， 距离为３ ｍ 。 ３ｍ
全面系统地阐 述了各类射流泵和喷射器的计算以及
设计方法。
在国 陆宏析［运用流体力学理论， 内， １ ８ 采用
射流泵做了进一步的分析， 尤其是对扩散管，当液 气混合发生在喉管内时，其理论和试验吻合较好， 通过优化液气射流泵结构，特别是在喉管长度增加 到２ 倍时， ３ 等温压缩效率达到 １％。 ９
试验研究， 测得了 压力、 流量、 含气体积分数等宏
观物理量，分析了含气体积分数对射流泵性能的影 响。讨论了用贴体坐标方法把有限空间不规则区域 变为规则区域的变换技术， 并用混合有限分析法的 离散格式， 用贴体坐标方法获得了单相及液气两相 射流泵内流动数值模拟的结果。 纵观国内 外学者对液气射流泵的研究情况， 其 研究方法大致可分为以下 ３ 类。 （ 根据试验资料直接提出液气射流泵性能 ） １ 的经验公式。用该方法获得的经验公式一般比较简 单， 使用方便， 工程界应用较多。 但该公式的适应 范围小，同时也不能揭示出流体流动的内部机理。 对液气射流泵的理论研究和设计缺乏指导意义。
一元流简化方法，同时考虑泵内各控制面流速不均 匀的影响，推导出两级及单级液气射流泵的基本性
ｉｅ 一在 ｗｔ’］ 气射流 液 ［ ２ 泵研究上考虑了 气射 液
流泵喉管内液气混合压缩性的影响， 首次采用无因 次欧拉数对液气射流泵进行理论和试验分析， 通过 分析喉管流动过程，提出了 “ 混合激波”的概念； 优化射流泵结构，提出利用多喷嘴结构提高液气射
基于单喷嘴结构的射流破碎机理和最优喉管长度。
美 ａ博士６ 籍学者Ｊｏ ｆ扩展ＴＰｉ ｗｌ 和 ｉ ］ ｅ ， ｉｎ ｔ ｒ ｓ ｏ
Ｓ ａ 基于质量和能量守恒的单相流模型，得到了 ｍｒ ｔ 液一 液气射流泵的数学模型。他将喷嘴、喉管和扩 散管的经验阻力系数综合考虑为无量纲的参数面积 比、 压力比和流量比的函数， 并通过大量试验确定 了函数中的待定参数， 得到了阻力系数的函数表达
随着人口的快速增长和工业化进程的加快， 对 淡水的需求量越来越大， 各国学者都对海水淡化进 行研究来解决这个问题。而海水淡化最主要的障碍 是成本太高。因此，使用可再生能源进行海水淡化 技术近几年迅速发展，如使用太阳能、海洋热能、
者〔 设计的 ’ ３ １ 流动沸腾测试装置中， 液气射流泵是
重要组成部分，为设计出高效太空应用的两相传热 控制系统提供了可靠的试验数据。下面介绍液气射 流泵应用的２ 个特例。
引
言
液气射流泵是利用射流紊动扩散作用来传递能 量及质量的流体机械和混合设备。液气射流泵通过 液体射流对气体进行抽吸和压缩，泵内运动属于液 气两相流动， 且液体和气体之间容重相差很大， 运 动情况复杂。液气射流泵具有无运动部件、结构简 单、工作可靠、安装方便等优点。因此， 广泛应用 于渔业、电力、化工、环境保护、消防、石油以及 航空航天等领域， 但其传能效率低一直是国内外学 者所关注的问题。国内外的学者运用试验、理论和 数值计算的方法对其进行了 大量的研究工作， 试图 揭示液气射流泵内部两相流体流动的机理， 从根本 上解决传能效率低的问题。回顾整理这些研究成 果，总结其研究方法，可进一步为开展液气射流泵 的研究提供依据和参考。
ｏ ｎ ｎ２ Ｂ ｉ ｏ［ 〕 验发现射流泵 ｎｇ 试 ｔ 效率随射流 速度
的增加而下降， 通过透明喉管试验发现，当液气混 合在喉管内发生时，泵的效率较高， 并且长喉管比
短 管 果要 Ｂｎｎｏ和Ｋ ｇ 版Ｔ 《 喉 效 好。 ｏ ｉ ｎ ｉ川出 ｎ孚 ｎ 射
流泵和喷射器回顾与展望》 （ ｔ ｍ ａｄＥ － ｅｕ ｓ Ｊ Ｐ Ｐｎ ｊ ｃ ｅ ｔ ， ｔｅ ｔ Ａ Ｒｖｗａｄ ｉｉ ｐｙ ｏ ＡＳ ｔｏ ｈ ｒ ｅｅ ｎ Ｂ ｌ脚 ｈ）一 ｓ ｒ ａ ｆ ｅｔ ｉ ｈｏ
通 分 试 结果， ｉ 和ｃｎｎ ａ［都 验 过 析 ｗｔ ｕ ｉｈ ’ ｔ ｅ ｎｇｍ ］
认为只要将合理的射流结构、最优喉管长度和最佳 工况有机结合起来， 液气射流泵的等温压缩率可以 达到４％， ０ 甚至更高。Ｗ ｅ ｔ ｉ 利用 １ 孔的多喷嘴结 ９
构使其达到Ｔ４％。Ｃｎｉ ｈｍ和Ｄｐｉ研究了 ） （ ｕｎ ｇａ ｎ ｏｋ ｎ
石 油 机 械
２８ ） Ｘ （ 年 第３ 卷 第２ ６ 期 阅专题综述卜
Ｃ ＮＡ Ｐ Ｔ ＯＬ Ｕ ＭＡ ＨＩ Ｅ Ｙ ＨＩ ＥＲ Ｅ Ｍ Ｃ Ｎ Ｒ
一
６ 一 ７
液气射流泵研究应用进展’
高传昌 王玉川
（ 华北水利水电学院）
摘要 液气射流泵是利用射流紊动扩散作用来传递能量及质量的流体机械和混合设备。该泵 具有无运动部件、结构简单、工作可靠、安装方便等优点，因此被广泛应用于渔业、电力、化工、 环保、消防、石油以及航空航天等领域，但其传能效率低一直是国内外学者所关注的问题。概述 了国内外液气射流泵的主要研究成果，总结了其主要研究方法。特别介绍了液气射流泵在深海石 油开采和海水淡化中的应用，并提出利用脉冲射流提高液气射流泵效率的新研究方向。 关键词 液气射流泵 液气两相流动 数值模拟 脉冲射流 海水谈化 ７ 年代以来，计算流体力学和计算机技术的进步 ０ 带动了液气射流泵内部流场数值模拟的发展， 并逐 步发展成为理论与试验并列的新研究方法。 １ 国外研究状况 ． 虽然液气射流泵技术的研究与应用已有 １ 多 ０ 年的历史， 但是直到２ 世纪３ 年代，由于流体力 ０ ０ 学和空气动力学的发展，才推动了液气射流泵的应
题， 美国德克 斯州 萨 大学的ｃｒ ｈ川发明了Ｅ Ｐ ａａ。 ｖ ｌ Ｊ Ｓ （ ｅ ｌｔ ａｓｂｅｉｅｅｐｍ ）系统， ｔ Ｅ ｃ ｃ ｕ ｒ ｌｊ ｕｐ ｈ ｅｒ ｌ ｍｓ ｉ ｂ ｔ 成功地
２ ．海水淡化系统
壳 物的 类生 栖息环境； 度科学家〔 将液气 印 ” 」 射流
泵用于海水淡化系统， 提高了海水淡化效率，降低 了开采成本； 美国科学家将液气射流泵用于深海含
自由气体层的石油开采中，降低了开采成本， 提高
了产量；在美国 Ｎ Ｓ Ｍ ｒ ｌ飞行中心的研究 Ａ Ａ一 ａ ｈ ｓ ａ
液气射流泵的应用现状
液气射流泵具有无运动部件、结构简单、 工作
模拟。 ｕａ２ Ｋｍ ］ ［ ｒ 等人对用于 海水净化系 统的液气射
流泵进行了试验研究，主要研究了喷嘴到喉管人口
万方数据
２８ ） （ ０ 年 第３ 卷 第２ ６ 期
高传昌等：液气射流泵研究应用进展
一
９ ６
—
可靠、安装方便等优点，因此被广泛应用于各个领 域。液气射流泵在渔业养殖中可以作为增氧机； 从 电站汽轮机的冷凝器抽不凝气；用于从压力容器中 抽取各种有毒、易爆、易燃等特殊性质的气体； 在 消防上液气射流泵用于从着火的建筑中抽排烟雾； 在污水生化处理上， 射流曝气装置 （ 液气射流泵） 通过紊动扩散作用， 使空气中的氧溶解于污水， 为
１ ．石油开采
地热能、 火电站余热等。印度科学家Ｋｍ ’等 ｕａ “ ［ ｒ ］
人研发了 １ 套以液气射流泵为辅助设备的利用火电 厂余热进行海水淡化的系统。液气射流泵用作对蒸 发室抽真空， 降低蒸发室压力从而降低海水沸点，
使其容易蒸发， 达到净化海水的目 的。其工作原理
如图２所示。
在深海石油开采中，为解决含气体积分数高且 距离采油主平台距离较远的卫星井的石油开采问
试验数据。试验表明，气液卷吸率不大于０２ ． ，效 率非常低，但是采用四孔喷嘴比采用单孔喷嘴效率 要高。
国内外研究概况
液气射流泵的发展是一个理论研究和试验研究 相互依赖， 相互促进的探索过程。由于液气射流泵 内部流动是人们尚未掌握规律的液气两相湍流， 不 可能进行全面透彻的理论分析。因此， 在液气射流