蒸汽喷射器设计及其计算

喷射 系数 、 合蒸 汽质 量流量 的增 大 ， 是 在达 到 混 但 极 限状 态之后 ，进 一步 提高 引射 压力 时 ，喷射 系
对 于饱 和蒸 汽 ， ＝ ６ ｘ ．２ ，对 于 过 热蒸 Ｃ Ｏ．１ ２５ 喷 嘴入 口截 面积 ：
数、 混合 蒸汽 质量 流量 的增 大幅度 较小 。 而吸人 口 压力 的增 大 ， 则可使 喷射 泵稳 定工 作 区域 变 大 。 排
＋Ｇｈ
一
人 Ｖ直 径 ： Ｉ
Ｄ２ ＿Ｄ３ ＝１５
４ 结 语
（６ １）
出 口直 径
Ｄ４ ．Ｄ３ ＝１８
近 年来 。气体 喷射 器 的设计 方法 及结 构形 状 随着加 工工 艺及 技术革 新有 所改 进 ，但仍 无法 满 足 生产 发展 的需求 ， 低噪 声 、 压蒸 汽喷 射泵 的 如 低
ｆ ｅｔ ｑ ｉｍｅｔ ｅｅ ｒｈｏ ａｐ ｅ ｅ ｈ ｏｏｉｓ ｉ ｉ ｄＬ ｎｈ ｕ ７ ０ ５ ，ｈｎ ） Ｈ ａ Ｅ ｕｐ ｎ ｓａｃ ｆ ｎ ｅ ｃ ｎ ｌ ｅ ｍ ｔ ，ａ ｚｏ ３ ０ ０ ｉａ Ｒ Ｌ Ｔ ｇ Ｌ ｅ Ｃ
Ａｂ ｔａ ｔ ｔａ ｉｔｐ ｍｐ ｈ ｓｓｇ ｉ ｃ ｎ ｏ ｎ ｉ ｎ ｎ ｒｔｃｉｎ ａ ｄ ｅ ｅｇ ｏ ｓｒａｉｎ ｔｉｐ ｐ ｒ ｓｒ ｃ：Ｓｅ ｍ ｅ ｕ ａ ｉｎｆ ａ ｔ ｒｅ ｖｒ ｍｅ ｔｐ ｏｅ ｔ ｎ ｎ ｒｙ ｃ ｎ ｅｖ ｔ ， ｈｓ ａ ｅ ｉ ｆ ｏ ｏ ｏ
ｓ ｌ ｄ ｓｒ ｅ ｅｉｎａ ｄｃｍｐ ｔ ｍ ｔｏ ｆ ｔａ ｅ ｐ ｍｐ ｍ ａ ｗ ｉ ｉ ｕｓｄｔｅｆ ｃ ｏ ｅ ｍ ｊｔ ｉ ｅ ｅｃｉ ｄｄ ｓ ｎ ｏ ｕｅ ｅ ｄｏ ｅｍ ｊｔ ｕ ， ｅ ｎ ｈｌ ｄｓ ｓｅ ｈ ａ ｅｔ ｆ ｔａ ｍｐ ｂ ｇ ｈ Ｓ ｅ ｃ ｆ ｓ ｅ
（４ １）
气体 喷射 压缩 器工 作温 度 、引射 温度 对运 行 特性 的影 响很 小 ． 而工 作压力 、 射压力 以及背 压 引
对运 行性 能影 响较 大 ． 因此 ． 当主要 利用 压力 变 应
（５ １）
化 特性 来调 整运行 工况 ［ ４ ｌ 。
Ｄ １￣Ｇ ０～／ｐ ＝ ／
．
技术 优化 ， 会得 到更 加广 泛 的应用 。
Ｇ ＝ ｐＧ ＋ ｐ ＋ ｃ Ｇ＋ ＨＧ （ １
２３ 动量 定律 ．
ＧＩＧ１ （＋Ｈ３ａ／ｄ（ｌ ｌＦ） ） ｐｌ Ｈ１Ｇ Ｇｃ ｅ＋ ｆ ＰＤ ＨＨ（ Ｏ＋ （一 ｐ ）＝ｆ Ｐ－ ｅ１ １１３ ｐ Ｊ Ｈ ｏ ３ ￣ ｆＰ ＋
抽气 性 能 ： 气体 喷射 泵 的抽气 性 能可 由引射 系数 和压缩
关 键词 ： 汽喷射 器 蒸 压 力 蒸汽
Ｄｅｉｎ ａ ｄｃ ｌｕａｉｎｏ ｅ ｍ ｊｃｏ ｓｇ ｎ ａｃ ｌｔ ｆｓ ａ ｉ ｅｔｒ ｏ ｔ ｎ
ＺＨＡＮＧ ｎ — ｉｇ ＺＨＡＮＧ ｎ － ｈ ｎ ， Ｙｏ ｇ ｘｎ ， Ｙｏ ｇ ｓ ｅ ｇＺＨＡＯ ｅ ｇ ｇ ｎ Ｃｈ ｎ — ａ ｇ
ｐ ｕｍｐ ａ ｒ ｓｕｒ ｈａ ｇ ｄ ａ ｏ ｅｔ ｉ ｉｎｉ ｃ ｎ ｅ ｓｐ ｅ ｓ ｅ ｃ ｎ ｅ ，ｈ ｓ ｓ ｍｅ ｃ ｒａｎ ｓｇ ｆ ａ ｃ ． ｉ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：Ｓｅ ｍ ｅ ｕ ， ｒ ｓｕ ｅ Ｓｅ ｍ ｙ ｒ ｓ ｔａ ｊｔ ｍｐ Ｐ ｅｓ ｒ ， ｔａ ｐ
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 。 喉 管末 在
压缩 比反 映 了泵 的排 气能 力 以及 可 以获得 的
工作 真 空度 。 另外 ， 的抽 气性 能 与工作 介 质 的压 力 、 泵 温 度、 流量有 关 ， 与被 抽 气体 的种 类 、 力 、 压 温度 、 流 量等 因素 有关 。
第４ Ｏ卷 第 ３ 期
２１ 年７ ０１ 月
发 酵 科 技 通 讯
蒸汽喷射器设计及 其计算
张永 兴 张永 生 赵 成 纲 席 浩君
（ 甘肃 蓝科 石化 高新 装备 股份 有 限公 司换热 装备 研究 部 兰州 ７ ０ ７ ） ３ ０ ０
摘 要 ： 汽喷射 器 对保护 环境 节 约能 源有显 著 的意 义 ， 文 简约介 绍 了蒸汽喷 射 器的设 计计 算 方 蒸 本 法． 并讨 论 了压 力 变化 对喷 射 器工作 效 率的 影响 ， 对其 设计 有一 定 的指导 意 义。
在入 口截 面上 工 作流体 的速度 ：
∞ ２‘ 入ｔ｛ｌ／１ ｐ Ｐ ｐｐ ．Ｙ￣ ｌ ｆ ｐ， ｐ － ｌｐ － （） ６ （） ７
在入 口截 面上 引射 流体 的 速度 ：
（ ＝Ｐ Ｈｍ １ ‘仅 入 ） ４ ｍ
压设 备 （ 缩机 、 、 风机 和引 风机 １ 可 能 得 到 压 泵 鼓 有
ｐ ｐ ｑ ２ ２ ｋ＇ ｑ ｐ ｒ ＝ ｒ （） ９ 、
钮
≈ — —
ｐ
ｌＩ ＃
ｌ 、 一 § Ｓ ｇ
压 漉 精体
ｋ ｋ ｋ
一
。
ｌ
综合 （ ）（ ） ７ （ ）９ ， 相应 变 换 ， 出气 ２ ）６ （ ） ８ （ ）作 导 体 喷射 压缩 器 喷射 系数如 下方 程 ：
引射 系数 反映 了泵 的抽 气 能力 和效率 ． 喷 是 射 器工 作 的主要 指标 之 一 。压缩 比 Ｙ定 义 为泵
出 口压 力 王 与人 口压 力 Ｐ 之 比 ） ｃ ｐ ＝ｐ 、／ （） ． ５ ，
能量 交 换 ， 喉 管 内 ， 在 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
更 为 可靠 的技 术解 决 办法［ ３ １
混合 流体 在混 合室 出 口截 面的速 度 ：
（３ １＝ ）
‘３ ｐ
蒸 汽 喷射 器原 理 图如 下 ，喷射 器 的主要 部 件
有 ： 作 喷嘴 ， 工 接受 室 ， 混合 室 ， 扩散 器 。
３
（ ８）
在 混合 室 出 口截 面上 ， 面 积为 ： 截
３ — 混合 室 出 口截 面 —
随着 现代 工业 的急速 发展 。当今世 界环 保及 节能 意识 的 １益增 强 。 ３ 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
Ｋ —— 气 体绝 热 指数 Ｑ — 气体 折 算 质量 速度 （ — 等熵 流 动 质量 速 度 与
临界 质量 速度 之 比 ）
０ —— 温度 比（ 工作气 体温度与 引射气体 温度之 比）
下脚 标 注 ：
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１ —— 喷射 出 口截 面
２ —混 合 室人 口截 面 —
Ｐ一 喷 嘴前 的工作 流体 ＿ Ｈ — 接受 室前 的 引射流 体 — Ｃ — 扩散 后 的混合 流体 —
第４ 卷 ０
（） １ （） ２
Ｉ ／ ｉ （＋ ） ｐｘ ｈ １ Ｄ ｉ ＋ ＝
２２ 质量 守 恒定律 ．
（ 常 是 废 蒸 汽 ） 缩 成 可 利 用 的 高 压 蒸 汽 ， 次 通 压 再
应用 于生 产 中 ， 而保 护环 境 ， 从 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 ．
能转 换 为动 能 ， 过 喷嘴射 出形成 高速 射流 。 经 由于 射 流 和空 气 之 间产 生 卷 吸 作用 和紊 动 扩 散作 用
．
鲁
（ ４ ）
把 吸人室 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 ， 进行 并
Ｏｔ ． ｐ Ｋ１ 一
一 一
Ｌ 、
、＼
、
—
ｂ
一
Ｋ ｈｃ ３ ３
＼
１ 鞘 一 ｌ
射蒲 体
： —— ——一
。
Ｋ 入。一Ｋ — Ｌ ｍ ４ ３ ２
（Ｏ １）
、
喷嘴 尺 寸的计 算 ：
图 １ 喷射器简图
喉部 截 面积 ：
—
２ 气 体 喷 射 泵 的设 计
向 大气 。 如果 能够减 少废 汽 的排放 ， 生产 蒸汽 的 在 源头 就可 以减 少蒸 汽生 产量 ， 而保护 环境 ， 约 从 节
成本 。
蒸 汽喷 射器 在这 些应用 中就具有 很 大 的技术
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优 势 。蒸 汽 喷射 器是 一种 节能 设备 ，将 低 压蒸 汽
对 于所 有 喷 射 器 ，均 遵 循 如 下 三个 定 律 ． 所
３Ｏ ｖ ６ｂ ｏＷ
对 于 饱 和 蒸 汽 ， ＝ ９ ，对 于 过 热 蒸 汽 ， ＝ ｂ １９ ｂ ２ ９ 实 践 证 明 ， 于 饱 和蒸 汽 ，＝ ０ ０， 对 ｂ ２ ３时 比较 接 近 于实际 。
有 有 关 喷 射器 的设 计 及计 算 ， 源 白于 以下 三个 均
１ 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
比来 描述 ， 引射 系数 定 义 为被抽 气 体质 量流 量
Ｇ 与工 作蒸 汽 质量 流量 Ｇ 之 比。 ｎ
＝
是 由一 定 能 量 （ 压力 和 流 量） 的工 作 流 体 ， 静 压 将
（７ １）
（８ １）
喉部 长 度 ：
设计 使 用等 。 仍需 大量 的研究 及 生产 实践 。
参 考 文献 ：
１ （￣ ） ３ ３ ２ ３Ｄ ＝ 渐缩 段 锥度 ：
Ｋ２ ＝１： ０ １
（９ Ｉ）
［Ｉ 科 洛 夫 ， 格 尔 ． 射 器 ［ ． 京 ： 学 出版 社 ，９ ７ ｉ 索 津 喷 Ｍ］ 北 科 １７． ［】 成 海 等 ， 空 工 程 技 术 ［ ． 京 ： 学 工 业 出版 社 ，０ ６ ２徐 真 Ｍ］ 北 化 ２０ ． 【］ ３韦红 旗 ， 体 喷 射 压 缩 器 变 工 况 特 性 的 理论 研 究 ［． 体 机 械 ， 气 Ｊ流 ］ ２０ ３ （）２ 一 ２ ０４，２５，Ｏ ４ ［］ ４季建 刚 ， 如 竹 ， 立 新 ． 汽 喷 射 压 缩 器 特性 计 算 与 分 析Ｉ］ 王 黎 蒸 Ｊ． 船 舶 工 程 ，０ ６，８５，６ ９ ２０ ２ （）４ —４
端 ，两 股 流体速 度逐 渐趋 于 一致 ，混 合进 人扩 散 室 ， 后 流 速逐 步 降 低 ， 力 上 升 。 成 中等 品质 然 压 完 的蒸 汽 以利 于下 一 步应用 ［１ １ － ２ 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 ， 用 喷射器 比采 用机 械 增 采
符号 及标 注 ：
Ｇ —— 气 体质 量流 量 ，ｇｈ ｋ ／ 气体 绝对 压力 ， ａ ＭＰ
Ｔ一 热 力学温 度 。 ＿ Ｋ １ 比容 。 Ｖ ｇ ｍ Ｋ ｔ —— 摄 氏温 度 ， ℃
ｉ — 焓 ．Ｊ ｇ — ｋ／ ｋ
ｄ —— 截 面直 径 ， ｍｍ 卜 ＿ 截 面积 ，ｍ （ ｍ）
（３ １） 出 口压力 的变 化 ．将直 接影 响气体 喷射 泵 的运行 效率 ， 需提 高喷 射泵 的运行 效 率 ， 如 则需 降 低排 出
口的压 力 。
ｆ＝１ ￣ ｏ ．２ （７ 喉部 长 度 ：
（２ ） ～吉
扩压 器 尺寸 的计 算 ： 扩 压器 喉部 直径 ：
Ｋ— — 工作 流体 的速 度系 数 相对 压力 （ 给定 截面上 等熵 流动气 体压 力与
滞 止压力 之 比 ）
ｕ — 喷射 系数 （ — 引射气体 质 量流 量 与工作 气体 质
量 流量 之 比）
【— — 速 度 ． ｓ ０ ｍ／
Ｋ 一 引射 流体 的 速度 系数 ｃ ——与结构参数、 工作压力、 引射压力及背压有关的常数
定 律 ［１ １。 ￣ ２ ２１ 能量 守 恒定 律 ．
第４ Ｏ卷 第 ３期
２１ 年７ ０１ 月
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蒸汽 压力 时 ，不论 是否 处于极 限状 态都 将会 导致
（２ １）
喷 嘴 出 口截 面积 ：
Ａ＝ｆ ｃ
汽 ， ＝ ．７ ２７ Ｃ Ｏ６ ￣ ．７ Ｂ ｇ