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1、喷射泵的设计原理及其在制浆造纸工业的应用12胡庆喜陈永新(1.华南理工大学造纸与污染控制国家工程研究中心,广州510640;2.广州市自来水工程公司,广州510100)摘要:本文主要阐述了喷射泵原理及其在设计中应注意的问题,及喷射泵技术在制浆造纸工业的应用实例。关键词:喷射技术;喷射泵;工作原理;应用实例中图分类号:TS734文献标识码:B文章编号:1671-4571(2007)0520051204喷射技术和制浆造纸术一样是一项古老的发余热利用装置,也常用于凝结水回收中二次蒸汽的明,随着科技的发展,喷射技术在工业、交通、
2、国防、利用。农林、医疗及人们的日常生活中得到了广泛应用,根2.2喷射泵的工作原理据喷射介质状态的不同人们将其分为喷气、喷水、喷高压流体经压力管路引入喷射泵中,流体经过雾、喷砂、喷浆等实用技术,并设计和发明了不同的喷嘴后速度大大增加,高速流体将喷嘴附近的空气喷射装置。喷射泵是一种特殊结构的流体喷射装带走,在喷嘴附近形成真空,被抽送流体就被吸上置,它能使两种不同压力下的流体相互混合,在混合来,两种流体在混合室进口汇合,共同进入混合室过程中进行能量交换,并形成一种居中压力的混合中。在混合室中工作流体把一部分能量传给被抽送流体。喷射泵结构简单,工作性能可靠,可广泛应用流体
3、,使被抽送流体能量增加,两种流体在混合室混于机械、冶金、化工、石油,轻工造纸等工业部门。合后,进入扩散管中,一部分速度能转变为压力能。这种利用工作流体的射流来输送流体的设备称喷射1喷射泵的结构和原理(射流)泵。1.2喷射泵的结构与分类2.3射流的状态和型式从工程实用的角度说,按实际需要而可能有两种极端情况,一种是要求喷出的射流尽可能保持流速分布均匀,紊动度小,对于喷入大气中的水射流有些要求尽量保持紧密状态,紊动扩散愈小愈好,如消防水枪和水力采掘等;另一种是要求射流喷出后尽图1喷射泵的结构快扩散,提高混合效果,如在动力工程和环境工程中如图1:喷射泵由喷嘴、吸入室、混
4、合室、扩散管的某些射流。通常人们认为射流的起始条件对射流等几部分组成。根据流体相位不同,通常可将喷射近区的影响是肯定的而对远区的影响则较小,因此,泵分为三种:液-液喷射泵,工作流体和被引射流体人们常采用恰当的措施来控制射流的起始条件以达均为液态,又称水力喷射器或射流泵;汽-液(水)到更有效利用射流的目的,如图2。喷射泵,工作流体为蒸汽,被引射流体一般为水,常2.4喷嘴的型式与设计用于通风采暖系统中;汽-汽喷射器,工作流体和被射流的起始断面边界层厚度和紊动强度等运动引射流体均为蒸汽,又称为蒸汽喷射泵,是一种节能特性对以后射流的运动有重要引响,在实际工作中作者简介:胡
5、庆喜,男,工程师,主要从事纸浆泵送方向的研究。PaperScience&Technology2007Vol.26No.551©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net23人们为了使射流出射断面流速分布均匀和紊动强度R=α0+α1x+α2x+α2x低,常采用收缩形的喷嘴控制射流的出射,来达到整式中:a0⋯⋯a3都是常数,其值由下列条件确定:流的目的,国外对喷嘴进出口断面面积的收缩比与x=0,R=Di/2;dR/dx=0;x=
6、L,R=De/2;时均流速分布的均匀性和紊动衰减的关系在理论上dR/dx=023有不少研究但未达成一致结论。下面是四种收缩型Di3xxR=-(Di-De)+(Di-De)喷嘴及其经验设计规律。如图3。22LL长度L与Di及De均无关,在进出口处均有一等断面,其长度分别为Re和Re/2收缩后四种喷嘴出口断面上的时均流速分布均匀,CE型喷嘴的边界层最薄,紊动强度最低。而在卷吸能力上HB和LB型较强。在实际工作中人们为了增强射流的卷吸和掺混作用,设法使射流在喷射时旋转起来,这样出射后不仅有纵向速度而且有径向和切向的分速,形成所谓的旋动射流SwirlingJets.旋动射
7、流的形成一般都需要在喷口的上游采用一定的加旋措施:采用切线注入法,改变切向注入与轴向进入喷管内的气流比例来调节旋度;采用固定导叶加旋法,因叶面附近流动较慢,导叶对流动的干图2几种常见的射流形态扰作用小,出口紊动度低,属势流涡;采用管内导流法,在喷管内装斜叶导流。3喷射泵的设计计算不管液—液喷射泵、汽—液喷射泵还是蒸汽喷射泵,其工作原理是相同的,其设计都必须遵循三个最基本的定律:即质量守恒定律、能量守恒和动量守恒定律图3四种收缩型喷嘴及其经验设计规律BS型喷嘴Batchelor和Shaw建议其线型用如下经验式:1111x1x2=2+2-2-sin2πAAAeAiL2
8、πL2式中
