一種水噴射泵的簡(jiǎn)易計(jì)算方法

　　本文詳細(xì)地介紹了水噴射泵性能試驗(yàn)裝置的系統(tǒng)圖。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上綜合出水噴射泵的一種簡(jiǎn)易的計(jì)算方法，最后給出計(jì)算實(shí)例，可用以選出最佳的設(shè)計(jì)方案。

　　根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合，得出能實(shí)際計(jì)算水噴射泵性能的一些相關(guān)的公式。

　　為了計(jì)算噴射泵的性能，應(yīng)首先給出已知條件：即工作介質(zhì)水的壓力Pp 及其溫度tp 吸入壓力PH，被抽吸的介質(zhì)空氣的質(zhì)量流量GH，噴射泵出口斷面相對(duì)排水井內(nèi)水平面的標(biāo)高h(yuǎn) 及噴射泵的幾何參數(shù)f3/f1 (式中f1 和f3 為噴咀出口斷面積與混合室圓柱段入口斷面積)。噴咀出口直徑d1，混合室圓柱段入口直徑d3，因此f3/f1= d32/d12 。水噴射泵的工作原理如圖1 所示。

1.水噴射泵;2.水噴射泵(可作前級(jí)泵用);3.水箱;4.離心式水泵;5.補(bǔ)水管;6.溢流管;7.水箱出氣孔;tp、Pp- 水溫及水的壓力;PH -被抽吸氣體壓力;Pc- 噴射泵的背壓

圖1 水噴射泵的工作原理圖

　　水噴射泵的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2 所示。

d1- 噴咀出口直徑;d3- 混合室直徑

圖2 試驗(yàn)用水噴射泵的主要結(jié)構(gòu)圖

　　從幾個(gè)計(jì)算方案可找到最佳的方案。其計(jì)算方法是在試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得出的。其試驗(yàn)裝置的系統(tǒng)圖如圖3 所示。

　　關(guān)于水噴射泵的計(jì)算方法，早在1914 年，由C. Pfleiderer 學(xué)者提出來(lái)的。用能量守恒定律給出水—空氣混合物的一維流動(dòng)模型。其能量損失用能量損失系數(shù)來(lái)表達(dá)。實(shí)際上確定它很困難，可靠性較差。故人們多從實(shí)際著手研究。前蘇聯(lián)學(xué)者Л.Д.БЕРМАН 教授在上世紀(jì)60 年代作過(guò)很多實(shí)驗(yàn)研究。并綜合試驗(yàn)結(jié)果，給出可用的計(jì)算方法。我們?cè)?993 年為撫順礦務(wù)局曖氣廠研制35 t/h 熱水鍋爐真空除氧設(shè)備時(shí)也曾研制過(guò)水噴射泵系統(tǒng)。

圖3 水噴射泵的試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)圖

　　當(dāng)然在確定方案時(shí)還可以利用雙噴射器，一個(gè)工作，一個(gè)備用。也有用四個(gè)噴咀或四個(gè)擴(kuò)散器的。對(duì)于水噴射泵我國(guó)于2003 年制訂了《水噴射真空泵》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水噴射真空泵的型式與基本參數(shù)、技術(shù)要求及試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝和運(yùn)輸。

　　該標(biāo)準(zhǔn)適用于壓力為0.20 MPa~0.60 MPa，抽氣量32 m3/h~2000 m3/h 的水噴射真空泵，即工作介質(zhì)為水、被抽介質(zhì)為空氣或以不凝結(jié)性氣體為主，凝結(jié)性氣體為輔的氣體。該標(biāo)準(zhǔn)定義：

　　(1)極限壓力：泵在工作時(shí)，空載干燥的真空容器逐漸接近穩(wěn)定的最低壓力值(kPa);

　　(2)當(dāng)量空氣：對(duì)非20 ℃空氣或其它氣體，按其分子量和溫度折算成20 ℃空氣流量(m3/h)。

　　(3) 吸入溫度：被抽氣體在泵入口處的溫度(℃)。

　　(4) 最大抽氣量：泵在規(guī)定的測(cè)量條件下，泵口壓力為3.0 kPa 時(shí)的抽氣量(m3/h)。

　　(5)工作水壓：進(jìn)入泵噴咀前的工作介質(zhì)壓力(MPa)。

　　其技術(shù)要求和試驗(yàn)方法、試驗(yàn)裝置等該標(biāo)準(zhǔn)都有明確要求。最后給出吸入壓力(kPa)與抽氣量(m3/h)的對(duì)應(yīng)曲線，以便用戶(hù)選擇。