可调式水喷射泵的研制-

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1、可调式水喷射泵的研制编辑：凌月仙仙作者：石兆玉史登峰出处：中国论文下载中心日期：2005-12-23石兆玉史登峰赵向龙姜利民摘要：针对固定式热水喷射泵的缺点，研制了一种新型的可调式水喷射泵，经过供热系统的现场测试，基本上达到了设计性能指标。由于可调式水喷射泵的研制成功，论文还进一步分析了在供热系统中采用热水喷射泵连接方式的优越性。关键词：热水喷射泵可调式水喷射泵连接方式一、引言自从德国学者G.Zeuner于1860年提出射流理论以来，水喷射泵的应用与研究已得到了广泛发展，世界上一些集中供热比较发达的国家如前苏联，热用户与室外供热管网的连接，采用热水喷射泵连接方式者占85%[1]，而用混水泵连接

2、的只占9%。在我国热水喷射泵的应用，五、六十年代较为普遍。虽然喷射泵这种连接方式具有结构简单、运行经济等优点，但在我国不但没有进一步推广应用，反而进入七十年代以来，几乎已经淘汰。究其原因，主要是喷射泵的喷嘴直径固定不变，不能适应供热系统供热规模不断变化的需要。在供热系统运行初期，因水喷射泵的喷嘴直径（或混合比--进入喷射泵的回水流量与一次网的供水流量之比）与供热规模比较适应，供热效果一般都比较理想，但随着供热系统供热规模的不断扩大，要求喷射泵本身的混合比也随之变化，以满足喷射泵前的一次网设计流量变化的情况下，二次网的流量基本保持不变，但是喷射泵的喷嘴是固定不变的，上述要求无法实现，结果导致供热

3、效果逐渐变坏，喷射泵以至致到了被淘汰的境地。近几年来，随着供热规模的多层次发展，从技术上希望有更多类型的供热系统连接方式被应用，可调式水喷射泵就是在这样的背景下开始研制的。二、可调式水喷射泵的结构设计可调式水喷射泵的结构原理如下（图1）。其工作原理为：按照某一供热规模运行的喷嘴直径固定。当供热系统的供热规模增加时，假设原来二次网的供热面积不变，热力站的数目将增加。为了保证供热效果，一次网的供水温度得提高，此时调节喷针向内移动，使得喷嘴的流通截面减小，通过喷嘴的外网供水流量减小，而混合比增大，二次网的流量和供水温度基本保护不变，从而保证了二次网的供热量不变。当供热规模减小时，调节喷针向相反方向运

4、动，即可适应变化后的供热要求。图1可调式水喷射泵结构原理图1.引射水入口2.调节喷针3.引水室4.被引射水口5.混合室6.扩散段7.混合水出口前苏联的可调式水喷射泵[2]（如图2），它的外网水流入方向与喷嘴调节方向成90度角，而图1的结构是同一方向，因此阻力较小。此外，图2中的喷嘴出口与混合室入口间的距离是固定的，而图1中的是变化的，变化的间距可以提高水喷射泵的效率。图2带有可调节工作喷嘴出口截面的水喷射泵结构图1.调节装置2.喷口3.引水泵4.混合室5.扩散段三、可调式水喷射泵的性能水喷射泵的性能方程采用索科洛夫方程[2]：　　　　　（1）上式中：Pg扩压管出口混合水压力，Pa；Po工作水流

5、体流经喷嘴时的压力，Pa；Ph被引射消耗引水室时的压力，Pa；ΔPg=Pg-Ph水喷射泵所提供的扬程，等于克服供暖用户系统的压力损失值；ΔPp=Po-Ph工作水流经喷嘴时的压降，亦即热网供回水管的资用压差，Pa；μ混合比，μ=Gh/G0Gh被引射水流体流量，kg/s；G0工作水流体流量，kg/s；Gg扩压管出口混合水流体流量，kg/s；φ1、φ2、φ3、φ4分别为喷嘴出口、混合室、扩压管入口、混合室入口速度系数；fp喷嘴出口截面积m2;f3圆筒形混合室截面积m2;f2被引射流体在混合室人口截面上所占的面积m2;vp、vh、vg工作水、被引射水和混合水流体比容，m3/kg笔者据此设计制造了两台可

6、调式水喷射泵样机，其规格分别为Dg100和Dg80。实验台设在赤峰市热力公司的某一热力站，一次网所提供的供、回水资用压差Pp=PO-Ph=0.8MPa，供水温度t0=60℃，二次网的供热面积为22000m2;实验装置图如图3。图3可调式水喷射泵实验装置图1.压力表2.温度计3.截止阀4.除污器5.调节阀6.可调式喷射泵可调式水喷射泵基本性能实验的目的是截面比f3/fp，压降比ΔPg/ΔPp和混合比μ三者之间的关系，其结果如图4。为了分析可调式水喷射泵的性能，先了解固定喷嘴的水喷射泵性能（如图5）。图5中下方的两条线分别表示在固定截面比3.75和5.86下，压降比与混合比之间的关系曲线，上方的一

7、条线分别与下方的两条线相切的点为该截面比所对应的混合比下，水喷射泵在该截面比下的最高效率点。因此，上方的一条线为在任意截面比和混合比下，水喷射泵所能达到的最高效率点的包络线。图4中曲线是由某一喷嘴出口速度系数φ1下，某一截面比所对应的混合比下水喷射泵的最高效率点组成，从图4中可以得出，可调式水喷射泵在改变喷嘴截面时是沿着喷嘴出口速度系数φ1为0.60～0.75间的水喷射泵最高效率点运行。从实验结果