蒸汽喷射泵的设计

蒸汽喷射式热泵

蒸汽喷射式热泵一. 蒸汽热损失概述1.1蒸汽节流减压造成的能量损失在工业生产过程中，经常需要不同压力等级的蒸汽，传统的方法是采用节流减压的方式供热。

但是，蒸汽节流减压后会产生能量的无效贬值，使蒸汽质量降低，造成热能的浪费。

节流减压是一种典型的不可逆过程。

蒸汽在流道中流过突然缩小截面产生压力降的现象称为节流。

由于被节流的蒸汽在缩孔处产生强烈摩擦，使一部分动能用来克服摩擦阻力，这部分动能最后又转变成为热能被蒸汽本身所吸收。

虽然节流前后蒸汽的焓值没有变化，但涡流使大量分子由规则运动变为无序运动，产生耗散功，导致熵的增加，使蒸汽的做功能力降低，质量变差。

1.2低压废蒸汽造成的热损失许多工业生产领域都离不开使用蒸汽，如化工，橡胶，印染，制药，火力发电，集中供热等等。

在蒸汽的使用过程中，都不可避免地会产生大量的低压蒸汽。

低压蒸汽的特点是压力低、焓值低，回收起来投资大，经济性差，过去的做法往往是排入大气，直接放散。

这样既污染环境，不利于环保，又造成大量能源的浪费。

但是，由于低压蒸汽的特点，使其很难找到合理的用途。

1.3产生低压蒸汽的另一个途径是高温冷凝水。

新蒸汽在完成做功过程或加热过程，放出汽化潜热后，会形成高温冷凝水。

冷凝水在排放过程中，由于压力降低，再次产生闪蒸汽，其数量约占凝结水量的１０％左右。

这部分闪蒸汽也是低压蒸汽，回收难度大，又不经济，所以一般都排放掉了。

这部分闪蒸汽的数量可观，造成的能源浪费是不容忽视的。

1.4合理使用蒸汽是节约用能，提高企业经济效益的重要措施之一，它既包括蒸汽量的节约，也包括蒸汽质的节约。

所以，合理匹配蒸汽的压力等级，提高蒸汽的使用效率，回收低品位蒸汽，寻求节能的新途径，成为节能工作研究的新课题。

二. 蒸汽喷射式热泵2.1蒸汽喷射式热泵的结构及工作原理蒸汽喷射式热泵是射流技术在传热领域的应用。

蒸汽喷射式热泵技术起源于俄罗斯，从二十世纪八十年代开始传入中国，但基本上停留在学术研究方面，近几年才开始应用于工程领域。

喷射泵的设计原理及其在制浆造纸工业的应用

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
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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

新型蒸汽喷射器的研制

图 2 机械加工工艺图图 1 蒸汽喷射器工作原理图设备与自动化新型蒸汽喷射器的研制王立柱 1 王正顺 1 孙京丹 1 于士淋 21.山东轻工业学院制浆造纸教育部重点实验室山东济南（250353）2.山东道恩集团烟台化工设计院山东烟台（265700）摘要：在制浆造纸过程中，用蒸汽对液体直接加热比较普遍。

但在温差较大时使用此方法，环境会比较恶劣，出现诸多问题，比如高噪音、强震动、混合效率低等。

为解决此类问题，通过研究试验制作出一款高效、低噪音、低震动的高效汽液混合器，在实际生产过程中，达到了较好的效果。

关键词：蒸汽喷射器；汽水混合器1 概况本公司制浆系统中存在一个热水提取黑液工艺，用 75- 80℃热水置换粗浆中的黑液，公司初期采用 SQS 系列汽水混合器，因占地面积大、水锤震动大、加热能力不足等原因被淘汰。

目前，各车间只能采用低效率的直通式，震动相对较小，但耗汽大，蒸汽效率只发挥到 60%，而且加热过程中伴随较大水锤，水锤依然对罐体、管道和楼板都存在危害。

经研究水蒸汽喷射泵 [1] 并结合目前市场加热设备，研制出一款新型汽水混合器，可以自己制作，成本低廉，完全解决了蒸汽加热冷水的难题。

并且其推广范围非常广，所有用蒸汽加热液体的地方均可使用。

了动力，形成良好的搅拌，使热量在最短的时间里分散开，混合均匀。

喷射器喷射造成的循环就能够保证混合而避免温度分层现象。

2.2 机械加工工艺图2 蒸汽喷射器工作原理 2.1 蒸汽喷射器的工作原理设备制作考虑制作成本和性能，图中所有直管均采用无缝钢管，DN50/DN100 为普通碳钢变径，其余支撑均为碳钢件，成本非常低且不影响使用效果。

如果加热介质有特殊的要求，材质也可以采用不锈钢，但造价会高一些。

2.3 蒸汽喷射器试验冷水槽中安装一台蒸汽喷射器进行试验：表 1 蒸汽喷射器试验结果项目蒸汽压力初始液量终点液量累计时间数据试验状态 8000 公斤 10008 公斤 1 小时 5bar 蒸汽喷射器用蒸汽加热水或其他液体，喷射器吸入冷液体，与蒸汽在喷射器内部混合，将被加热的液体喷入存储箱。

关于蒸汽喷射泵的介绍

关于蒸汽喷射泵1、水蒸汽喷射泵原理。

单级水蒸汽喷射泵结构如下图所示：图一：单级水蒸汽喷射泵原理水蒸汽喷射泵由蒸汽喷嘴及泵的外壳组成。

蒸汽喷嘴固定在外壳前端。

泵的外壳可分为被抽气体吸入端、蒸汽与被抽气体的混合段及收缩段、喉口部、扩张段组成。

蒸汽喷嘴是一个拉瓦尔喷头。

在喷出口附近高压蒸汽以绝热膨胀而喷出，蒸汽的压力能转化为速度能而形成超音速蒸汽流，这一段被称为绝热膨胀段。

超音速蒸汽流在运动过程中吸附周围的气体分子，使这些分子加入到蒸汽流股中，流股的体积不断扩大，速度逐渐降低，因此这一段被称为混合段。

当气流进入壳体的收缩段后，由混合气体组成的流股体积被压缩，其速度能又转化为压力能而向扩张段排出。

这就是单级泵工作的原理。

由此可见单级蒸汽喷射泵以高压水蒸汽为能源介质，将低压（P1）的被抽气体和蒸汽混合成压力较高（P2）的气体而一起排出。

喷射泵排出气体压力（P2）及吸入端被抽气体的压力（P1）之比，就称为该泵的压缩比。

K＝P2/P1压缩比越大，所需的能量越多即蒸汽消耗越高。

目前水蒸气喷射泵的压缩比通常小于8。

当压缩比大于10时，蒸汽消耗急剧增高。

压缩比达到12时，单级泵的能力已趋于极限。

2、多级水蒸汽喷射泵的组成及其工作原理由于单级泵压缩比有限，达不到真空冶金所需的0.5Torr，所以需要多级泵串联起来，逐级压缩，这就形成了蒸汽喷射泵系统。

下图是五级泵系统图：五级泵由前三级增压泵（S1，S2，S3）冷凝器C1及以后的二级喷射泵S4a，S4b，S5a，S5b及二个冷凝器C2，C3构成。

被抽气体经第一级增压泵S1向第二级增压泵S2前端排出。

S1的负荷就是来自真空室的被抽气体。

而S2的负荷则包括来自真空室的气体及由S1喷出的蒸汽。

因此，S2的负荷比S1大得多。

同理，S3的负荷是S2的负荷加上来自S2的蒸汽。

为了减轻后面二级泵的负荷，在S3后设一冷凝器C1。

通过C1喷水，将S1，S2，S3的蒸汽冷凝，同时使被抽气体温度降低。

喷射泵计算公式

喷射泵计算公式
喷射泵（也称为喷射器或蒸汽喷射泵）的设计和计算通常涉及多个参数和公式，以下是一些基本的计算公式和设计考虑因素：
1.工作原理：
喷射泵利用高压流体（如蒸汽）在喷嘴处加速并减压，产生真空以吸入低压流体或气体。

吸入流体与工作流体混合后，在扩散器中速度降低、压力升高，并最终排出。

2.主要设计参数及计算关系：
喉部面积比(Ae/Ad)：喷嘴喉部面积与扩散器喉部面积之比，影响混合效率和抽吸能力。

膨胀比(ER)：工作流体在喷嘴出口处的速度动能与其在入口处的压力能之比，即ER=v²/(2·γ·ΔP)，其中v是喷嘴出口速度，γ是工作流体的比热比，ΔP是工作蒸汽前后压差。

压缩比(CR)：喷射泵进口处的绝对压力与混合室出口处的绝对压力之比。

混合室长度和直径：影响混合效率和性能稳定性的关键几何尺寸。

工作蒸汽消耗量：根据所需的抽气能力和膨胀比计算得到。

3.计算实例：
工作蒸汽流量Qs的计算可能基于能量守恒定律，通过已知的入口和出口条件以及理想气体方程来估算。

抽吸能力（如抽气速率Qa或抽吸压力）可以根据经验公式或者更为详细的两相流动模型进行计算。

实际工程应用中，喷射泵的设计需要综合运用上述原理并通过实验数据校核。

由于设计过程相当复杂且受到许多变量的影响，通常会使用专门的软件或详细的设计手册来进行精确计算。

压缩比β 3.86膨胀比E 44.1系数e 6系数C 2.58喉部直线长度L0163.0L1244.4L2407.4D157.6d149.9d225.73工作蒸汽要求工作蒸汽压力不宜过高,以免喷嘴喉径过小造成堵塞,当喉径小于6mm 时,必须要求在蒸汽入口处装设蒸汽过滤器.一般情况下,蒸汽压力6~12kg/cm2较宜.4压缩比与分级末级排放压力应稍高于1.035~1.1kg/cm2,取1.05kg/cm2较宜5级间压力分配计算真空系统要求达到的压力0.01排出压力 1.05蒸汽喷射泵级数n 3总压缩比β0105等比压缩,每级压缩比β4.718第n级吸入、排入压力为n＝1 P 210.01 P 310.0472n>1时第2级P 220.0472P 320.223第3级P 230.223P 331.054抽出气体的当量空气量03P02P 132-=n n P P n n P P 23β=吸入温度95把抽出气体分为两部分：a水蒸气b混合空气水蒸气量100相对分子量校正系数Cw0.8温度校正系数Ct0.957校正后的水蒸气量G水蒸气130.62混合气体量290混合气体相对分子量Mw41.4相对分子量校正系数Cw 1.15温度校正系数Ct0.967校正后的混合气量G混合气260.8抽出气体的当量空气量G2391.40 5抽气量的确定G抽气量＝G工艺可凝气＋G工艺不凝气＋G水蒸气注：1 蓝色为需要基本输入的数据2 红色为得到的结果℃kg/hkg/h kg/hkg/h kg/hE C10 1.6 12 1.68 14 1.76 16 1.84 18 1.92 202 25 2.17 30 2.33 35 2.46 40 2.58 45 2.7 50 2.83 55 2.95 60 3.05 65 3.14 70 3.23 75 3.32 80 3.41 85 3.5 90 3.59100 3.75 120 4.07 140 4.36 160 4.6 180 4.84 200 5.06 250 5.53 3006 350 6.43 400 6.8 4507.17 5007.5 5507.8 6008.1 6508.4 7008.7 7508.95 8009.2 8509.4 9009.6 100010 120010.8 140011.6 160012.3 180012.8 200013.4 250014.7 300015.9 350016.9400017.8。

蒸汽喷射式热泵原理

蒸汽喷射式热泵原理蒸汽喷射式热泵是一种利用蒸汽动力实现热能传递的热泵系统。

它通过蒸汽喷射产生高温高压的蒸汽，再将高温高压蒸汽与待加热的流体进行混合，从而实现热能的传递。

蒸汽喷射式热泵具有节能、环保、安全可靠等优势，在工业领域中得到广泛的应用。

蒸汽喷射式热泵的工作过程包括蒸汽产生、喷射、增压和混合四个步骤。

蒸汽产生是蒸汽喷射式热泵的第一步，它通常通过蒸汽发生器来实现。

蒸汽发生器的主要作用是在进入喷射器之前将水加热并转化为蒸汽。

为了提高效率，蒸汽发生器通常采用多级加热方式，即将蒸汽的温度逐级提高，以提高蒸汽喷射的能力。

喷射是蒸汽喷射式热泵的第二步，它是通过使用高速的蒸汽将低温低压的流体混合到热泵系统中，从而实现热能的传递。

喷射器通常由一个喷嘴和一个真空室组成。

蒸汽经过喷嘴进入真空室，在真空室内产生高速蒸汽射流。

低温低压流体进入喷嘴附近，通过与高速蒸汽的混合，使其增加速度并形成混合流体。

增压是蒸汽喷射式热泵的第三步，它是为了增加流体的压力以满足应用要求。

在增压阶段，高速混合流体通过增压器进入，增压器中通常设置有转动元件，如转子或动叶片。

高速流体经过增压器的转动元件，使其速度减小，而压力增加。

通过这种方式，增压后的混合流体达到了所需的压力。

混合是蒸汽喷射式热泵的最后一步，它是为了实现热能的传递。

增压后的混合流体与待加热的流体进行混合，并在混合过程中实现能量传递。

高温高压的混合流体与待加热的流体发生热交换，从而使待加热的流体的温度升高。

同时，高温高压的混合流体也发生冷却，温度降低并形成低温低压的混合流体。

低温低压的混合流体进入真空室再次进行喷射循环，从而实现了热能的回收利用。

综上所述，蒸汽喷射式热泵通过蒸汽喷射产生高温高压的蒸汽，并将其与待加热的流体进行混合，从而实现热能的传递。

它的工作过程包括蒸汽产生、喷射、增压和混合四个步骤。

蒸汽喷射式热泵具有节能、环保、安全可靠等优势，在工业领域中有着广泛的应用前景。

水蒸汽喷射真空泵样式及组成.

水蒸汽喷射真空泵样式及组成一、序言水蒸汽喷射真空泵有单级泵和多级泵之分,以适应用户的不同需要。

一般,真空度(残压大于100mmHg(Torr 的，使用单级泵就够了，否则就要使用多级泵。

在多级泵中，前一级泵排出的混合气体，将成为下一级的负荷。

为了减少这一负荷，可在这两段喷射器之间设置冷凝器，以冷凝可凝性气体，特别是工作蒸汽。

基于冷却机理的不同，冷凝器可分为混合直冷式和列管间冷式。

而混合直冷式冷凝器又可分为（强制膜）喷淋式和分水盘（筛板式）等不同形式。

基于冷却水温的限制（一般在25～35℃）。

在第三级喷射器之前不宜（或不能）设置冷凝器，除非用低温水（10℃以下）。

二、单级蒸汽喷射泵（恒背压喷射器）单级蒸汽喷射泵的工作真空度（残压）一般在100mmHg(Torr至760mmHg(Torr之间，极限真空度（残压）可达到75 mmHg（Torr），排出压力为760 mmHg(Torr。

单级喷射泵的结构如下图：单级泵是排出背压为一个绝对大气压的恒背压喷射器。

三、两级蒸汽喷射泵顾明思义，两级蒸汽喷射泵是由两个蒸汽喷射器所组成。

其中，第一级蒸汽喷射器为恒背压喷射器。

两级蒸汽喷射泵的工作真空度（残压）区间一般为30mmHg(Torr～100mmHg(Torr,极限真空度可达到5mmHg(Torr～20mmHg(Torr。

两级蒸汽喷射泵有以下二种结构：1.直接串联结构：这一型式适用于被抽气体和喷射器需保持高温的场合，但能耗较高，喷射泵工作效率太低。

2.间接串联结构：图一、图二所示的两个喷射器中间分别插入了混合直冷式和列管间冷式冷凝器，其作用为冷却第二级喷射器的工作蒸汽，从而提高第一级喷射器的工作效率，节省工作蒸汽。

四、三级蒸汽喷射泵三级蒸汽喷射泵由三个蒸汽喷射器组成。

其第一级蒸汽喷射器也是恒背压喷射器。

三级蒸汽喷射泵的工作真空度（残压）区间一般为：5mmHg～30mmHg(Torr，极限真空度可达到2mmHg。

常用三级蒸汽喷射泵有以下二种结构：1. 第二、第三级直接串联：这一结构常被用于被抽气体中不凝性气体较大，而可凝性气体较小的场合。

蒸汽喷射泵系统优化设计

蒸汽喷射泵系统优化设计作者：颜俏泽陈君杰陈婷婷来源：《科技创新与应用》2016年第12期摘要：文章对蒸汽喷射泵的基本工作原理进行了概述并分析了蒸汽喷射泵的工作原理，总结出蒸汽喷射泵的不足之处，并在此基础上进一步对蒸汽喷射泵进行了系统优化设计，以便提升蒸汽喷射泵的性能。

关键词：蒸汽喷射泵；凝结水；闪蒸汽；余热利用1 蒸汽喷射泵理论概述蒸汽喷射泵顾名思义是一种以蒸汽为动力源的机械设备，作为一种能源，蒸汽应用范围十分广泛，涉及的产业也十分多，在电力、纺织、印刷、化工、冶金等诸多行业中，无论是重工业生产还是民用生产都有着不同的贡献与作用。

当前我国蒸汽系统热能源的使用率仍旧低于国际平均水平，举例来讲，我国工业蒸汽锅炉约52×104台，总装机容量约为125×104MW，而使用效率与国际水平相差50%。

造成这种现象的主要原因在于，我国蒸汽管网中疏水阀的蒸汽泄露比较严重，年漏气总量达2.8×1088t，约等于4200×104t标准煤。

在生产过程中产生的额外能源也未能有效的回收利用，造成了资源浪费。

实际工作中产生的大量凝结水并未得到有效的利用，而是直接通过生产加工流程直接排放。

而大量的闪蒸汽也与凝结水相似未回收利用，长此以往，这些可利用资源便产生了隐形资源的严重浪费。

我国在工业发展之初把蒸汽喷射技术引入国内，由于其具备良好的性能，所以逐渐获得了国内多个行业的认可，尤其在对于蒸汽喷射技术的需求仍旧没有减少，反而对技术推进有着更高的呼声，也是近年来我国工业生产中众多行业所青睐的热门技术之一。

蒸汽喷射泵是射流技术在传热领域的应用，近年来开始被用于工程建筑中。

2 蒸汽喷射泵的工作原理蒸汽喷射泵的设备结构主要由喷嘴、吸入段、混合段、扩压段等组成。

蒸汽喷射泵的基本构造简单，但在工作中有着不可忽视的工作效率。

蒸汽喷射泵的基本工作原理是基于发拉尔喷管理论构建的一个运动系统，吸引大量的高压蒸汽，在泵体内高速流动，并挤压到喷嘴，并在喷嘴中形成绝热膨胀，挤压出的蒸汽形成超声波，并降低周围的压力，在吸入段形成负压，并抽引闪蒸汽。

蒸汽喷射泵系统优化设计

蒸汽喷射泵系统优化设计文章对蒸汽喷射泵的基本工作原理进行了概述并分析了蒸汽喷射泵的工作原理，总结出蒸汽喷射泵的不足之处，并在此基础上进一步对蒸汽喷射泵进行了系统优化设计，以便提升蒸汽喷射泵的性能。

标签：蒸汽喷射泵；凝结水；闪蒸汽；余热利用1 蒸汽喷射泵理论概述蒸汽喷射泵顾名思义是一种以蒸汽为动力源的机械设备，作为一种能源，蒸汽应用范围十分广泛，涉及的产业也十分多，在电力、纺织、印刷、化工、冶金等诸多行业中，无论是重工业生产还是民用生产都有着不同的贡献与作用。

当前我国蒸汽系统热能源的使用率仍旧低于国际平均水平，举例来讲，我国工业蒸汽锅炉约52×104台，总装机容量约为125×104MW，而使用效率与国际水平相差50%。

造成这种现象的主要原因在于，我国蒸汽管网中疏水阀的蒸汽泄露比较严重，年漏气总量达2.8×1088t，约等于4200×104t标准煤。

在生产过程中产生的额外能源也未能有效的回收利用，造成了资源浪费。

实际工作中产生的大量凝结水并未得到有效的利用，而是直接通过生产加工流程直接排放。

而大量的闪蒸汽也与凝结水相似未回收利用，长此以往，这些可利用资源便产生了隐形资源的严重浪费。

我国在工业发展之初把蒸汽喷射技术引入国内，由于其具备良好的性能，所以逐渐获得了国内多个行业的认可，尤其在对于蒸汽喷射技术的需求仍旧没有减少，反而对技术推进有着更高的呼声，也是近年来我国工业生产中众多行业所青睐的热门技术之一。

蒸汽喷射泵是射流技术在传热领域的应用，近年来开始被用于工程建筑中。

2 蒸汽喷射泵的工作原理蒸汽喷射泵的设备结构主要由喷嘴、吸入段、混合段、扩压段等组成。

蒸汽喷射泵的基本构造简单，但在工作中有着不可忽视的工作效率。

蒸汽喷射泵的基本工作原理是基于发拉尔喷管理论构建的一个运动系统，吸引大量的高压蒸汽，在泵体内高速流动，并挤压到喷嘴，并在喷嘴中形成绝热膨胀，挤压出的蒸汽形成超声波，并降低周围的压力，在吸入段形成负压，并抽引闪蒸汽。

蒸汽喷射泵设计计算程序设计

2 数学模型
211 基本假设
为研究问题方便 , 在建立蒸汽喷射泵设计的
简化计算数学模型前 , 做以下假设 : (1) 将蒸汽喷射泵内流动的工质当作理想
气体处理。
(2) 工质在蒸汽喷射泵内的流动是一维稳态绝热流动 , 工作蒸汽在工作喷嘴内的流动是一个等熵膨胀过程 , 工作蒸汽与被抽吸气体的混合物在扩压管内的流动是一个等熵压缩过程。
( 023 )
2009, 19 (1)
张军等蒸汽喷射泵设计计算程序设计
19
截面处 , 1 点 ) , 气流速度达到音速 , 即马赫数等于 1。工作蒸汽在进入工作喷嘴的渐扩段后 , 压力进一步下降 , 气流速度进一步增加 , 达到超音速状态 , 在工作喷嘴出口截面处 , 工作蒸汽的气流速度可达 900～1200m / s[ 4 ] 。 11212 混合阶段
A2 /A1
3216765
3416546
610%
通过结果ห้องสมุดไป่ตู้对比可以看到 , 计算值与经验值 [ 7 ]之间的误差很小。按该经验值设计的蒸汽喷射泵已用于工业实际且取得了较好的应用效果 [ 7 ] , 因此可认为建立的数学模型是合理的 , 设计计算程序设计是基本正确的。
R Tp
γ
+
1
γ+1 γ- 1
γη n
2
( 10 )
工作喷嘴喉部 (1点 ) 与喉管 ( 3点 ) 截面
面积比为 :
1
γ- 1 1
P2 γ 1 - P2 γ 2
A1 = Pc ·
A3
Pp
Pc
1
2 γ- 1
γ+1

Pro／Ⅱ中蒸汽喷射式真空泵自定义模块的开发与应用

Ｐｒｏ／ＩＩ内置了Ｆｏｒｔｒａｎ自定义单元模块，利用Ｆｏｒｔｒａｎ语言可以对单元操作模型、热力学计算方法、传递性质计算方法及反应动力学模型进行扩充。Ｆｏｒｔｒａｎ自定义模型程序的编制需遵循特定的规范，来完成与Ｐｒｏ／ＩＩ系统的参数传递。Ｆｏｒｔｒａｎ程序经编译成为动态链接库文件，放在Ｐｒｏ／ＩＩ程序目录中来完成用户模型的开发。由于模型是由
Ｃａｐｅ — ＯＰｅｎ（ＣＯｍｐＵｔｅｒ — Ａ１ｄｅｄＰｒｏｃｅｓｓ
Ｐｒｏ／ＩＩ集成了常见的化工单元操作模块、常用的热力学物性计算方法及物性数据库，随着科研的进展、更精确的热力学物性方法及更多物性的
１用户自定义模型简介
Ｐｒｏ／ＩＩ用户自定义模型是指当Ｐｒｏ／ＩＩ内提供
模块不能满足用户需求时，由用户自行设计的模块，它由一个或若干个用户添加的子程序构成，Ｐｒｏ／Ｉ１支持三种自定义模型开发模式。
通过Ｅｘｃｅｌ自定义单元模块可完成Ｐｒｏ／ＩＩ与ＥｘｃｅｌＩ作表之间的通信。Ｐｒｏ／ＩＩ定义ＴＥｘｃｅｌ模块
作者简介：张乾坤（１９８３一），男，河南正阳人，硕士研究

水蒸气喷射泵优化设计

ｒｓｌｈｗｔａｉｃｎｓｖ８ｓａｃｍｐｒｄｗｔｔｕｆａｉｏａｅｉｎｅｕｔｓｏｔｔａｅ１％ｔｍ，ｏａｅｉｊｍｐｏｄｔｎｒｄｓ．ｓｈａｅｈｅｐｒｔｉｙｇ
ＫｅｒｓＳｅｍｔｕ；Ｅｅｔｇｃｅｃｎ；ＯｔｚｄｄｓｎｙＷｏｄ：ｔａｊｍｐｊｃｎｏｆｉｔｐｉｅｅｉｅｐｉｉｅｉｍｇ
（．ｅｉｎｓｔｔｏＡｅｏｐｃｒｓｕｓｎｅｈｏｏｙｅｉ，１０７；１ｉｉｇＩｔｕｆｒｓａｅＰｏｐｌｏｃｎｌｇ，ＢｉｎＢｊｎｉｅｉＴｊｇ００６
２ＡｓｒｎｕｉｓＳｈｏｆＨａｂｎＩｓｉｕｅｏＴｅｈｏｏｙＨａｂｎ，１００１．ｔａｔｃｏｌｏｃｏｒｉｎｔｔｆｃｎｌｇ，ｒｉｔ５０）
ｄｓｎｓｆｒｆｅｐｍｐｉｄｖｏｐｄａｄｕｅｏｃｌｌｅｂｓｄｏｘｍｐｅ．ｅｃｌｌｉｇｅｉｏｗａｅｏｔｕｓｅｅｌｅｎｓｄｔａｕａａｅｎｅａｌＴａｃａｎｇｔｊｃｔｓｈｕｔ
关键词：水蒸气喷射泵；喷射系数；优化设计
中图分类号：Ｖ４４．１３＋２２文献标识码：Ａ
ＯｐｉｚｄＤｅｉｎｏｔａＪｔｍｐｔｍｉｅｓｇｆｅｍｅＳＰｕ
ＷａｇＨｏｇｉ，ＹｕＪｎａＱｕＪａｊｎｎｎｗｅｉｂｏ，ｉｎｕ
喷射系数流体的速度，ｍｓ／横截面积，ｍ横截面的相对压力，Ｐａ流体的折算等熵速度，ｍｓ／

动态自调节蒸汽喷射泵设计研究

2.2数值计算模型
简化求程，
出
射泵［的
q '!2#蒸
：（1 #蒸汽
射泵的
边界；（3 #蒸射泵内部是
程'!4#工作蒸合［K +
蒸 '!5# 的合程
2.3! ™ 2
蒸射泵工作蒸入
射蒸入的边
界.型置（压力入），射泵出置（压
力出）+ 求 pq 程
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喷射式真空泵设计

毕业设计任务书题目喷射式真空泵设计专业机械设计制造及其自动化学号姓名主要内容：本次设计通过对喷射式真空泵的原理和结构的了解，从而对泵的抽气量、工作蒸汽消耗量、抽气时间等主要性能参数进行了选择设计和计算，同时对拉瓦尔喷嘴和扩压器等零部件的几何尺寸进行了设计计算。

本次设计选取了蒸汽作为喷射泵的工作介质，蒸汽喷射式真空泵具有结构简单、工作稳定、使用寿命长等优点，同时也大大地缩短了泵的抽气时间，提高了泵的工作效率。

基本要求：本设计要求是泵的实际工作工作压力为105～1.3×104Pa，允许的极限压力（极限真空度）不低于 6.5×103Pa。

主要性能参数为：泵的进口处压力为P1=0.075MPa，泵的排出压力P4=0.11 MPa，工作条件连续，工作寿命10年（每年工作300天），两班制。

主要参考资料：[1] 余国琮. 化工机械工程手册（中卷）[M]. 化学工业出版社, 2003: 223-237.[2] 葛中民. 机械设计基础[M]. 北京：有色金属工业出版社, 1995: 51-60.[3] 高香院. 现代低温泵[M]. 西安: 西安交通大学出版社, 1990: 21-23.[4] 梅剑珊. 氧化铝生产工艺[M]. 北京: 有色金属工业出版社, 1990: 55-59.[5] 杨惠霞. 泵用干气密封技术及应用研究[J]. 流体机械, 2005, 11(3): 24-29.[6] 陈立德. 机械基础课程设计指导书（第二版）[M]. 北京: 高等教育出版设, 2004: 16-23.[7] 刘应书, 杜雄伟, 赵华. 富氧空调的可行性[J]. 暖通空调, 2006: 11-14.完成期限：2013.12-2014.5指导教师签名：专业负责人签名：年月日喷射式真空泵设计摘要喷射式真空泵是利用泵流动时流体的动能与静压能相互转化的原理来吸送流体的，工作介质可以是气体，也可以是液体。

本设计采用的工作介质是水蒸气。

蒸汽喷射器设计及其计算

- 118 -张永生张永兴赵成纲席浩君（甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司，甘肃兰州 730070）【摘要】文章简约介绍了蒸汽喷射器的设计计算方法，并讨论了压力变化对喷射器工作效率的影响，对蒸汽喷射器设计有一定的指导意义。

【关键词】蒸汽喷射器；压力；蒸汽【中图分类号】TQ022.11 【文献标识码】B 【文章编号】1008-1151(2011)05-0118-02随着现代工业的急速发展，当今世界环保及节能意识的日益增强，人们越发意识到，在保护环境的同时也可以节约额外的运行成本。

其中的一个例子就是在蒸汽产生装置，一部分废汽直接排向大气，如果能够减少废汽的排放，在生产蒸汽的源头就可以减少蒸汽生产量，从而保护环境，节约成本。

蒸汽喷射器在这些应用中就具有很大的技术优势。

蒸汽喷射器是一种节能设备，将低压蒸汽（通常是废蒸汽）压缩成可利用的高压蒸汽，再次应用于生产中，从而保护环境，节约能源，而且，随着工业的不断发展，喷射器设计结构的不断改进，技术优化，会得到更加广泛的应用。

（一）蒸汽喷射器原理及其技术蒸汽喷射器是完成能量转换的一种装置，它是由一定能量（压力和流量）的工作流体，将静压能转换为动能，经过喷嘴射出形成高速射流。

由于射流和空气之间产生卷吸作用和紊动扩散作用，把吸入室的气体带走，使该处产生局部真空状态，在外界大气压力的作用下，使被吸流体进入泵室，随同高压高速流体被带入喉管，与之混合，并进行能量交换，在喉管内，由于气体分子的紊动作用，工作流体将一部分动能及热能传给被吸流体，使被吸流体的动能和热能得以加强，工作流体的速度随之减缓，而被吸流体速度逐步加快，在喉管末端，两股流体速度逐渐趋于一致，混合进入扩散室，然后流速逐步降低，压力上升，完成中等品质的蒸汽以利于一下步应用。

提高引射流体的压力而不直接消耗机械能，这是喷射器最重要的最根本的性质。

由于具有这种性质，在很多技术中，采用喷射器比采用机械增压设备（压缩机、泵、鼓风机和引风机）有可能得到更为可靠的技术解决办法。

(仅供参考)蒸汽喷射器的设计及CAD软件系统的开发

（1）阐述了蒸汽喷射器结构设计的基本理论，结合设计标准，确定计算结构尺寸的相关公式。
（2） ActiveX Automation 是完全面向对象的编程接口，使得许多面向对象化编程语言能够操纵 AutoCAD 的许多功能。在本文中，对 ActiveX Automation 技术给予简要介绍，并说明 AutoCAD ActiveX 的对象模型。对象模型树清晰的表明 AutoCAD 通过 ActiveX Automation 向外暴露的对象。列举了一些常用的以 VB 为开发语言的 ActiveX Automation 绘图实体的命令，为蒸汽喷射器 CAD 软件开发做准备。
II
万方数据
硕士学位论文
assembly diagram by integrate these components drawing. The ActiveX Automation technology realizes the integral program with structure designing and parameterization drawing. Each module and its detailed programming methods of the CAD software is also explained.
硕士学位论文
摘要
蒸汽喷射器是一种利用高压蒸汽抽吸低压流体的流体机械。其结构简单、运转费用低、维修方便，因此国内外在动力、石油化工、冶金、轻工纺织、制冷、工业热工等领域应用越来越广。虽然蒸汽喷射器的结构简单，但其内部流动形态非常复杂。工业设计中，大多采用查图表和经验估算的方法进行蒸汽喷射器的设计，过程繁锁，且误差较大，设计出来的喷射器往往不能达到要求的工作性能。为此，本文在研究蒸汽喷射器理论的基础上，开发了融设计计算与绘图于一体的蒸汽喷射器计算机辅助设计（CAD）软件，不仅提高准确度，更能提高设计效率。本文主要的研究工作有：

蒸汽喷射泵原理

蒸汽喷射泵原理
蒸汽喷射泵是一种通过蒸汽喷射原理来实现液体增压输送的设备。

它主要由喷射器、壳体、液体进口和出口等部分组成。

工作原理：
1. 喷射器：蒸汽喷射泵的核心部件为喷射器。

喷射器内部有两个通道，一个是蒸汽通道，用于蒸汽的进出；另一个是液体通道，用于液体的进出。

喷射器上还设有一组喷嘴，可以将蒸汽和液体喷射混合。

2. 蒸汽进出口：蒸汽由外部供应系统提供，通过蒸汽进口进入喷射器内部。

蒸汽经过喷嘴喷射，产生高速喷射流，并形成一定的负压。

3. 液体进出口：待增压的液体通过液体进口进入喷射器内部，并与蒸汽喷射流混合。

混合后的液体与蒸汽一起经过喷嘴喷射出来。

4. 喷射效应：蒸汽和液体在喷嘴中相互作用，产生喷射效应。

由于蒸汽的高速喷射，使液体处于相对静止状态下，产生负压，将液体吸入泵中。

同时，蒸汽的冲击力也给液体以向前推动的力量。

5. 系统增压：蒸汽和液体混合后，通过喷射器的出口流出，此时液体已经处于高压状态。

通过控制蒸汽流量和压力，可以调节蒸汽喷射泵的输出压力。

蒸汽喷射泵的工作原理基于负压效应和液体冲击力，因此它没有机械运动部件，具有结构简单、使用可靠、维护方便的特点。

在工业领域广泛应用于液体输送、提升和增压等工艺过程中。

多级水蒸汽喷射泵系统优化设计模型的研究

收稿日期:2005-06-18作者简介:王晓冬(1963-),男,辽宁省铁岭市人,博士,副教授。

多级水蒸汽喷射泵系统优化设计模型的研究王晓冬,巴德纯,廖国进,杨乃恒(东北大学真空与流体工程研究中心,辽宁　沈阳　110006)摘　要:多级水蒸汽喷射泵多为大型设备工艺过程中提供需要的真空环境,是冶金、石化、制药、食品等行业的重要基础设备,泵的抽气性能及稳定性关系到工艺流程的进行和最终产品的质量。

在单级泵抽气理论适用性分析以及对其进行修正的基础上,本文运用直接搜索法,以工作水蒸汽耗量最小为设计目标,统筹考虑泵级数、冷凝器设置、冷凝水流量等因素,对压缩比分配进行优化设计,使能耗最小。

计算结果表明,采用压缩比优化分配方案的水蒸气喷射泵系统,能耗大幅度下降。

关键词:多级水蒸汽喷射泵;节能;设计方法;优化设计中图分类号:T B752+.4 文献标识码:A 文章编号:1002-0322(2005)06-0023-04Optimal distribution of compression ratio for multistage vapor jet pumpWANG Xiao-dong,BA De-chun,LIAO Guo -jin,YANG Nai-heng(Vacuum and Fluid E ngineering R esearch Center ,N ortheast Univ ersity ,Sheny ang 110006,China )Abstract :M ultistage vapo r jet pump is an impo r tant equipm ent to pro vide vacuum enviro nment needed fo r va rio us technolog -ical pr ocesses in chemical ,met allurg ical ,pharma ceutical ,food industr ies ,etc .O f which the pumping ability w ill impact no t only the qua lit y of pr oduct s but the pr ocess technolog ies .A na ly zing t heo ret ically the pumping ability o f sing le -st age pump w ith pro per mo dificatio n,a direct sear ch metho d is applied to minimizing the w or king v apo r consumpt ion w ith the number of stag es,condenser arr angement and coo ling w ater flo wr ate taken int o acco unt ,thus optimizing the distr ibutio n o f co mpr ession ra tio for ener g y saving .T he ca lclating r esults show that the energ y consumpt ion is ther efor e cut do w n g reat ly for multistag e vapo r ject pumps .Key words :multistage steam -jet pump ;energy conservation ;design method ;optimization1　引言水蒸汽喷射泵是以水蒸汽作为工作介质,经拉瓦尔喷嘴加速后,形成高速气流来携带被抽气体,从而达到抽气的目的。

喷射器设计原理及应用X

• 马赫数是物体的速度和当时音速之比值，大于1表示比音速快，同理，小于1是比音速慢。它是高速流的一个相似参数。
• 速度在Ma0.8以下的为亚音速；在Ma0.8~1.2上下为的跨音速；Ma1.2~5 的为超音速、Ma5.0以上的为高超音速。
喷射器内部马赫数变化
二维轴对称模型中，马赫数沿轴线方向的变化图
喷嘴对喷射系数的影响
• 喷嘴是喷射器中的关键部件，严重影响着喷射器的性能，决定超音速气流的参数马赫数就是根据喷嘴面积比和气体的绝热指数确定的。
• 喷嘴面积比是指喷嘴出口截面积与喷嘴喉部截面积的比值，可以改变喷嘴喉部的直径来改变喷嘴的面积比。适当的增加喷嘴面积比可以提高喷射系数。
使用蒸汽喷射器注意事项
• 4.设计、制造精度要求高（制造完成后无法改动，设计、制造精度不高影响使用效果）
蒸汽喷射器工作过程的h-s图
流通部分的形状和沿喷射器长度上的压力变化
喷射器主要参数
• 1、喷射器级数：根据生产系统需要的真空度来决定，真空度要求愈高，喷射器串联级数就愈多，目前最高喷射器级数为5级。
• 2、喷射系数：指喷射器的引射流体质量流量与工作流体质量流量之比，用表示。 • 3、压缩比：指喷射器的混合流体压力（绝压）与
喷射器工作原理
• 1、高压蒸汽在喷嘴内，由于流通截面逐渐变小，蒸汽流速逐渐增加，蒸汽的压力势能逐渐转化为动能，压力逐渐降低。当高压蒸汽通过喷嘴后，在喷嘴出口达到极高的速度（超音速），大部分压力势能转化为动能，使蒸汽压力降低到低压乏汽压力以下，形成局部相对负压，将低压蒸汽抽吸到接受室。
• 2、两股共轴流体在混合室内进行充分混合和速度与能量均衡，在混合室的出口截面，建立起均匀的速度场和能量场，形成稳定均一的高速度蒸汽流。