喷射器技术与应用

喷射器混合气体绝热指数问题

理想气体绝热指数是定压比热与定体积比热之比，即为K.在很多喷射抽空系统中，往往会去计算多性质混合气体的绝热指数，这就是我们探讨问题。

在一些权威理论中把混合理想气体热容等同理想气体热容，当然还有如

K=(K1*G1+K2*G2)/(G1+G2)等，结果由于误差而导致结果出现很大误差，因为绝热指数在绝热方程里处在指数位置，所以哪怕产生误差为0.01也会使计算结果产生很大偏离，从而导致喷射器计算理论计算的偏离。在很多场合会有“为什么抽不出混合物，或者满足不了真空度等等”，这原因之一很可能和计算有关，特别在装有流量计的喷射器系统中检测会发现要么真空度达不到，要么流量偏离很大，即使计算不出现一点误差，为什么也还如此，我们在实践中困惑很久，后来把热力学理论全部推导才发现这个问题。在改进后喷射器完全达标，无论压力，流量很好和计算相符。

喷射器模拟与验证

蒸汽喷射器计算出来数据背压往往比模拟偏小，按照经验修正能很好符合模拟参数。那么为什么会出现这一情况。原因有以下几点：

1：模拟热力学模型不能选错，不然就会出现一定程度上偏差。

2：模拟的条件需要摄入经验系数。

3：设计出来用模拟验证需要将设计动态损失考虑进去。

4：设计理论是不是完善。

蒸汽喷射器的抽空时间

使用蒸汽喷射器的系统抽空时间粗估[24]可以应用前面提出的涉及用蒸汽喷射器来抽

空系统的陈述，计算方法是

t=(2.3-0.003Ps)V/w

式中：t——将系统从常压抽至稳定操作压力所用的时间，min；

Ps——喷射器的设计入口压力，Torr；

V——工艺系统的体积，ft3；

w——喷射器的抽气量，以70°F干空气计，lb·h-1。

以上的计算系假定干空气中没有可冷凝物，以及系统到喷射器的压降可忽略不计。同时假定喷射器的空气的抽空量大约是设计能力的2倍，且在抽空过程中忽略不计空气泄漏量。

当考虑用一蒸汽喷射器抽空系统所需的时间时，首先要认识到，获得安全的合理准确度，甚至比容积式泵更为困难。喷射泵的效率在其操作范围内是变化的，因此随设备两端的压差发生变化，其处理气量也将改变。因此，抽空时间是难于确定的，除非是粗略的范围值。以上的关系式只能用来计算抽真空所需时间的数量级。

该计算方法的用处为：

①估算要抽空的入口空气量，容器／系统的体积用fts表示。

②估算所需的抽空时间，min。

③确定操作蒸汽压力，psi(表)。

④确定／估算要求的最终容器／系统的入口压力，inHg(绝)。

⑤估算要求的出口压力(通常为大气压)，psi(表)。

沼气炉喷射器装配数量及沼气炉用喷射器喷嘴与混合段的关系

喷管也叫喷射器，沼气通过喷管而进入沼气炉。喷管的一端设有喷嘴，喷嘴所喷射出来的沼气量与沼气压力大小有关。压力大时，喷嘴要小些；压力小时，喷嘴要大些，这样才能喷出相同的气量。农村办沼气，受自然界温度影响较大，有时产气多，有时产气少，因此，一个沼气炉最好配两个喷管，一个喷嘴大些，一个喷嘴小些。沼气多时，用小喷嘴，沼气少时，用大喷嘴。

沼气要完全燃烧，必须与空气充分混合。喷射器的喷嘴大小与混合器有一定的比例关系。一般来讲，喷嘴的截面积与混合器的截面积是1：30，再加上带入适量的空气，燃烧效果才好，否则燃烧就不好。因此，在制作喷射器的喷嘴与混合器时，要注意这个比例关系，不可过大或过小。

引射器的混合室长度的确定

混合室不应太短，否则在混合室出口截面上各要素数值并不能拉平，在扩压段内会产生很大的能量损失：但混合室也不宜太长，否则增加混合室的阻力。混合室的恰当长度应孩是使运动要素在混合室出口断面上刚好拉平。可以用下表来估算。

L=xD3

D1/D3 9 4 1.78 x 5 4 3.5

蒸汽喷射器的操作

蒸发系统在低于大气压下运行，必须依靠蒸汽喷射器的工作才能达到。在正常操作中，蒸

汽喷射器很少出现故障，只要蒸发系统不发生设备或管道的泄漏，开启蒸汽喷射器后蒸发压力很容易达到正常工艺指标。

1．动力蒸汽的调节

蒸汽是喷射器的动力，在CO2气提工艺中，因有副产低压饱和蒸汽，因此，一、二段蒸

发用的喷射器都以它作为动力蒸汽。通常在生产满负荷情况下，除升压器以外，其它蒸汽喷射器的蒸汽阀都是全开的，一般不调节阀门开度。

2．升压器的操作

升压器也是蒸汽喷射器，它的操作具有特殊性。在蒸发系统中为什么要设置升压器?其原因就是二段蒸发器的压力很低，在该压力下，蒸发蒸汽的泠凝温度较高。因此，必须使用升压器提高蒸发蒸汽压力后再冷凝。但在实际生产情况下，有时也能获得较低温度的冷却水。某厂曾经做过一次测定，将20℃的循环冷却水通入二段蒸发冷凝器中，同时全关进入升压

器的蒸汽阀门，测定二段蒸发分离器的压力仍能保持在0.0034～0.004MPa的正常工艺指标内。这样就节省了升压器的动力蒸汽用量。

在我国北方各厂，空气中相对湿度都比较低，适当提高二段蒸发分离器的压力也是允许的。此时虽然熔融液有较高的含水量，但熔融液进入造粒塔后，由于遇到湿度较小的空气，在塔内还能起到除湿的作用，结果仍能获得合乎质量标准的尿素。

综上所述，升压器的动力蒸汽用量可按照具体情况增减。有的厂在升压器的动力蒸汽进入阀后安装1个现场压力表，控制压力在0.15～0.2MPa之间，有时也能获得好的效果。

从物料计算可知，升压器需要的动力蒸汽数量比其它蒸汽喷射器要大得多．设计值为6.8t ／h。这是因为二段蒸发压力低、温度高，蒸汽比容大。因而升压器抽吸的蒸发蒸汽数量相对来说要大得多，其动力蒸汽相应增多。如果能减少升压器动力蒸汽的用量，相应减少二段蒸发第一冷凝器的工艺冷凝液数量，对节能是有好处的。

值得注意的，在小型尿素装置中，蒸发系统取消了升压器，二段蒸发分离器出来的蒸发蒸汽直接进入二段蒸发第一冷凝器内冷凝。比如冷凝器采用液氨作为冷却剂以代替循环冷却水。冷凝器的管侧为蒸发蒸汽冷凝，壳侧为液氨蒸发，其蒸发压力控制在0.25MPa(G),蒸发温度在-5℃左右，传热温差可达30℃，冷凝效果很好，解吸系统的负荷也相应降低。