第五章 喷射泵
第五章 喷 射 泵
>第一节 水射水泵
➢第一节 ➢水 射 水 泵
5-1喷射泵 靠高压工作流体经喷嘴后产生的高速射流 来引射被吸流体,与之进行动量交换,以 使被引射流体的能量增加,从而实现吸排 作用 常用的工作流体有水、水蒸气、空气 被引射流体则可以是气体、液体或有流动性的 固、液混合物 喷射泵-工作流体和被引射流体皆为非弹性 介质 喷射器有一种为弹性介质(气体)
5-1 喷射泵 ➢ 靠高压工作流体经喷嘴后产生的高速射流 来引射被吸流体，与之进行动量交换，以 使被引射流体的能量增加，从而实现吸排 作用 ➢ 常用的工作流体有水、水蒸气、空气 ➢ 被引射流体则可以是气体、液体或有流动性的 固、液混合物 ➢ 喷射泵-工作流体和被引射流体皆为非弹性 介质 ➢ 喷射器-有一种为弹性介质(气体)
5-1水射水泵的结构和工作原理 >以水为工作流体和为引射流体的水射水泵 水射水泵主要由喷嘴1、吸人室2、混合室3 和扩压室4等几部分组成,如图5—1所示。 工作水 进口 排出口 p dev 总Q l l 吸入水进口
5-1 水射水泵的结构和工作原理 ➢ 以水为工作流体和为引射流体的水射水泵 ➢ 水射水泵主要由喷嘴1、吸人室2、混合室3 和扩压室4等几部分组成，如图5—1所示
5-1-1水射水泵的结构和工作原理 1.工作液体经喷嘴形成高速射流。 喷嘴由收缩的圆锥形或流线形的管加上出口处一小段 圆柱形管道所构成 般采用螺纹与泵体相连接,以便拆换 由离心泵供应P为03~1.5MPa的工作水流,经喷嘴射 人吸人室,压力降到吸人压力Ps,从而将压力能转换 为动能,在喷嘴出口形成流速v可达25~50m/s的 射流。 >工作水体积Q,取决于(PpP)和喷嘴出口孔径d 喷嘴引起的水力损失称为喷嘴损失
5-1-1 水射水泵的结构和工作原理 ➢ 1．工作液体经喷嘴形成高速射流 。 ➢ 喷嘴由收缩的圆锥形或流线形的管加上出口处一小段 圆柱形管道所构成 ➢ 一般采用螺纹与泵体相连接，以便拆换 ➢ 由离心泵供应P为0.3～1.5MPa的工作水流，经喷嘴射 人吸人室，压力降到吸人压力Ps，从而将压力能转换 为动能，在喷嘴出口形成流速v1可达25 ～ 50m／s的 射流。 ➢ 工作水体积Q，取决于 (pp -ps )和喷嘴出口孔径d ➢ 喷嘴引起的水力损失称为喷嘴损失
5-1-1水射水泵的结构和工作原理 2.高速射流卷带被引射流体并与之在混合室进行动量交换 工作流体自喷嘴喷出 由于射流质点的横向紊动和扩散作用,与周围的介质进行动量交换并将 其带走,使吸人室形成低压,从而将被引射流体吸人 喷嘴射流流朿由于其外围部分逐渐与周围介质掺混,使保持ⅵ流速的流 核区逐渐缩小,以至最终消失,形同收缩的圆锥体 喷嘴射流流束的边界层在射流方向逐渐扩大,形成扩张的圆锥体 边界层的流束,在内表面处与流核区的流速相同,并沿径向递减,在其 外表面处则与周围介质的流速相等 这圆锥体状的流束与混合室的壁面相遇后,流束的横截面积就不再 扩大 这时,横截面上的流束分布很不均匀.而混合室的作用就在于使流体充分 的进行动量交换,以使其出口外的液流速度尽可能趋于均匀 实验表明,进入扩压室时的液流速度越均匀,扩压室中的能量损失就 越小
5-1-1 水射水泵的结构和工作原理 ➢ 2．高速射流卷带被引射流体并与之在混合室进行动量交换 ➢ 工作流体自喷嘴喷出 ➢ 由于射流质点的横向紊动和扩散作用，与周围的介质进行动量交换并将 其带走，使吸人室形成低压，从而将被引射流体吸人 ➢ 喷嘴射流流束由于其外围部分逐渐与周围介质掺混，使保持v1流速的流 核区逐渐缩小，以至最终消失，形同收缩的圆锥体 ➢ 喷嘴射流流束的边界层在射流方向逐渐扩大，形成扩张的圆锥体 ➢ 边界层的流束，在内表面处与流核区的流速相同，并沿径向递减，在其 外表面处则与周围介质的流速相等 ➢ 当这圆锥体状的流束与混合室的壁面相遇后，流束的横截面积就不再 扩大 ➢ 这时，横截面上的流束分布很不均匀. 而混合室的作用就在于使流体充分 的进行动量交换，以使其出口外的液流速度尽可能趋于均匀 ➢ 实验表明，进入扩压室时的液流速度越均匀，扩压室中的能量损失就 越小
5-1-1水射水泵的结构和工作原理 >混合室又称喉管 常做成圆柱形 中、低扬程泵也可将混合室做成圆锥形与圆柱形相组 ,以减少混合时的能量损失 如流東与混合室的壁面相交于圆锥形部分,则流 束在随后锥形段的流动中压力还会下降,于是泵 内的最低压力将出现在混合室圆柱段进口截面B B处 随着动量交换的继续进行,流束渐趋均匀,压力 也逐渐升高,直至速度完全均匀后,压力的升高 也就停止:
5-1-1 水射水泵的结构和工作原理 ➢ 混合室又称喉管 ➢ 常做成圆柱形 ➢ 中、低扬程泵也可将混合室做成圆锥形与圆柱形相组 合，以减少混合时的能量损失 ➢ 如流束与混合室的壁面相交于圆锥形部分，则流 束在随后锥形段的流动中压力还会下降，于是泵 内的最低压力将出现在混合室圆柱段进口截面B 一B处 ➢ 随着动量交换的继续进行，流束渐趋均匀，压力 也逐渐升高，直至速度完全均匀后，压力的升高 也就停止；
5-1-1水射水泵的结构和工作原理 混合室圆柱段的截面积/,与喷嘴出口的截面积 八之比称为喉嘴面积比(简称面积比), 用m表示。喉嘴面积比是决定喷射泵性能的最重要 尺寸参数。实际应用的水射水泵m约在 0.5~25范围内。喷嘴出口至混合室进口截面的 距离/,叫喉嘴距,它对水射水泵的工作性能也 有较大影响。/,太大时,由于与壁面相交前的 流束太长,被引射进入混合室的流量就太多,以 致 不能将其增压到足够的排出压力,混合室外周就 会出现倒流现象,使能量损失增加;而/,太
5-1-1 水射水泵的结构和工作原理 ➢ 混合室圆柱段的截面积／，与喷嘴出口的截面积 八之比称为喉嘴面积比(简称面积比)， ➢ 用m表示。喉嘴面积比是决定喷射泵性能的最重要 尺寸参数。实际应用的水射水泵m约在 ➢ 0．5～25范围内。喷嘴出口至混合室进口截面的 距离／，叫喉嘴距，它对水射水泵的工作性能也 ➢ 有较大影响。／，太大时，由于与壁面相交前的 流束太长，被引射进入混合室的流量就太多，以 致 ➢ 不能将其增压到足够的排出压力，混合室外周就 会出现倒流现象，使能量损失增加；而／，太
5-1-1水射水泵的结构和工作原理 >小,又会使混合室的有效长度缩短,不能充分进 行动量交换,以使流束的流速更趋均匀,也同样 会使能量损失增加。最佳喉嘴距J,大致可按0,5 /阴选取,一般多在(o.5~2)d1范围内,必要 >时可通过试验来确定。混合室的长度通常为其圆 柱段直径d,的6斗7倍;太短会使出口速度不 均,使扩压室的水力损失增大;太长则不仅没必 要,而且还会使混合室摩擦损失增大。此外,喷 >嘴与混合室的同心度对喷射泵的性能也有重大影 响,必须予以保证
5-1-1 水射水泵的结构和工作原理 ➢ 小，又会使混合室的有效长度缩短，不能充分进 行动量交换，以使流束的流速更趋均匀，也同样 ➢ 会使能量损失增加。最佳喉嘴距J，大致可按0，5 ／阴选取，一般多在(o．5～2)dl范围内，必要 ➢ 时可通过试验来确定。混合室的长度通常为其圆 柱段直径d，的6斗7倍；太短会使出口速度不 ➢ 均，使扩压室的水力损失增大；太长则不仅没必 要，而且还会使混合室摩擦损失增大。此外，喷 ➢ 嘴与混合室的同心度对喷射泵的性能也有重大影 响，必须予以保证
5-1-1水射水泵的结构和工作原理 混合室的水力损失除混合室进口损失、混合室摩擦损失外, 最主要的是混合损失。它是速 度相差很大的工作流体和被引射流体在混合过程中进行动 量交换而引起的能量损失,是喷射 泵的主要能量损失之
5-1-1 水射水泵的结构和工作原理 ➢ 混合室的水力损失除混合室进口损失、混合室摩擦损失外， 最主要的是混合损失。它是速 ➢ 度相差很大的工作流体和被引射流体在混合过程中进行动 量交换而引起的能量损失，是喷射 ➢ 泵的主要能量损失之一