射流泵的研究新进展

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流量控制型射流泵系统的研究

流量控制型射流泵系统的研究
径 、面积 比、喉 嘴距 等重 要参数 。确 定 的结构 参数
控 制 系统 计 算及 实 现
从 已知 的射 流泵 基本 特性 曲线数 据库 中取得 初
使得射 流泵 排液 生产 过程 中具 有确定 的最 优工 作状 态 ,即泵效 最高 时有 确定 的最优 面 积 比 、最优 流量 比和最 优压 力 比。但 是地层 液储 量 和流量 具有 不确
当返 回液总流量 Q 发 生流量 变化 时 ,通过 流量 控制 系统改变 动力液流量 Q 。如流 量计 FT测得 返 回液 流量 Q 减少 ,则 通过减小 动力 液流量控 制 阀 F :
的开度 ,降低动力液流量 Q ,增加溢流流量 ;反 之 ,增 加动力液 流量控 制 阀 F 的开 度提 升动 力液 流 ,

的供液能力是不可控因素 ,生产时无法保证按照设 计流量 比工 作 … ;或 地 面 动 力 泵 无 法 按 照 理 论 值 提供具有一定压能的定流量值动力液 ,导致射流泵
偏离 最佳 工作状 态 。 因此 ,研 究多 功 能流量 控制 型
卜 FY 卜

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回 ・


量 ,减 小溢流 流量 。通 过 改 变 工作系统 ,系统 组成 如 图 1所示 。
流量 控制 系统包 括 :①动 力液 溢流 支路 ;② 动 力液井 口流 量计 FT,用于 测量 井 底 射流 泵 喷嘴 动 :
而改变流 量 比 :q=Q/ = ( 一Q )/ Q Q Q ,同时 使射 流 泵 装 置 的特 性 发 生 改 变 。依 据 动 力 液 流 量
离最优 工作 状态 。为 了达 到设计 时的最高 效 率 ,保 证 稳 定 的流量 比 ,研 究 多功 能流 量 控 制 型射 流

油井排砂用射流泵流体流动特性探讨分析

油井排砂用射流泵流体流动特性探讨分析

油井排砂用射流泵流体流动特性探讨近年来,随着石油开采与利用的不断发展,油井排砂技术得到了广泛的应用。

而射流泵作为其中重要的工具之一,正不断地被改进与完善,以提高其效率和流动性。

在这篇文章中,我们将探讨射流泵在油井排砂中的流体流动特性,以期深入了解其机理和优化方案。

首先,我们需要了解射流泵在油井排砂中的工作原理。

射流泵本质上是一种利用高速射流能量将下位管中的流体压缩送至上位管中的方法。

在油井排砂中,射流泵通过高速水流入口将水或其他液体注入油井内部,产生射流压力,并通过进口处从井中抽出沙子、碎石等杂质。

在这个过程中,液体需要满足特定的物理特性,才能实现射流泵的有效工作。

其次,我们需要研究液体在射流泵中的流动特性。

在实现射流泵的高效工作之前,我们需要了解液体在射流泵中所表现出来的多种流动模式。

比如,液体可能出现涡流、速度剖面变化等多种现象。

为了掌握这些流动特性,我们可以采用不同的数值模拟方法和实验手段,如流体力学模拟和实验观测等。

然后,我们需要探讨影响液体流动特性的因素。

在射流泵中,液体的流动特性涉及到多个复杂的因素,如射流泵的结构设计、液体的物理特性等。

在这些因素的影响下,液体的流动模式、流速、流量等参数都会发生变化。

因此,我们需要从多个角度进行分析,以掌握这些影响因素的本质及其对液体流动特性的影响规律。

最后,我们需要总结并探讨射流泵流动特性的优化方案。

基于对液体在射流泵中流动特性的深入了解,我们可以研究并提出多种优化方案,以提高射流泵的效率和稳定性。

这些方案可能包括增加液体的流量、调整射流泵的结构设计、使用高性能的材料等。

通过不断地优化,射流泵将有望在油井排砂中发挥更大的作用,为我们实现石油开采与利用的目标服务。

综上所述,探讨射流泵在油井排砂中的流体流动特性,是一项复杂而重要的研究。

通过深入了解液体在射流泵中的流动特性及其影响因素,我们可以提出更有效的优化方案,以提高射流泵在油井排砂中的应用效果。

脉冲液体射流泵压力特性的试验研究

脉冲液体射流泵压力特性的试验研究

G h a —h n ,Z AO C u n c a g HAN Jnh a I n y n ,GAO Z ik i G i— u ,L U Xi— a g h- a ( o hC iaIs t eo t osrac n yre cr o e , hnzo 5 0 ,C ia N a hn tu f e C nevn yadH dol tcP w r Z eghu4 0 1 n i t Wa r ei 1 hn )
的射 流泵 装 置上 , 采 用 脉 冲射 流 提 高 射 流 泵 的 对
程等实际工程得到 了应用 , 取得 了显著的经济效 益 和社会 效益 ¨ 。 由于脉冲液体射流泵与恒定液体射流泵 的内 部 流场 分布规 律 不 同 , 因此 不 能 将 恒 定 液 体 射 流 泵 研究 成果 用 于脉 冲液 体射 流 泵 - 。关 于 恒定 8 ] 液体 射 流 泵 的 压 力 特 性 已进 行 了 深 入 的 研 究 ,J而对脉 冲液 体射 流泵压 力特 性 的研 究 , 】“ , 0 文
射 流泵 是 利用 高压 射 流 的紊 动 扩散 作用来 卷
吸低压流体 的流体机械和混合反应设备。当两股 不 同压力的流体在射流泵内混合时产生较大的能 量损失 , 因此其传能传质 的效率较低。提高射流 泵 的传 能传 质效 率 , 直 是 国 内外 学 者 所 关 注 的 一 课题 。2 0世 纪 7 0年 代 以来 , 内 外 学 者 在 相 同 国
用 时 间继 电器来 控 制 阻断 器 的开 启 和 关 闭 时 间 ,

形 成不 同频 率 的脉 冲射 流 ; 冲射 流 的脉 冲 周 期 脉 T= t和 t分 别 表示 阻 断 器 开 启 时 间 和关 t+t, ,, , 闭 时 间 ,; S以上 3种 面积 比的液体 射 流泵 尺 寸 , 仅 改 变喷 嘴尺 寸 , 它尺 寸 不改 变 。 其

射流泵在放射性废液输送中的应用研究

射流泵在放射性废液输送中的应用研究

射流泵在放射性废液输送中的应用研究【摘要】射流泵是一种利用工作流体的高速射流来输送流体的设备,本文介绍了将射流泵用于含泥浆放射性废液提取和输送的工艺方案,并用CFD模拟的方法对其中的关键设备射流泵进行优化设计和选型。

通过模拟不同结构参数和边界条件下射流泵内部流场的分布,选择最佳的结构参数和工作参数,为将该技术应用到工程实践中提供支持。

【关键词】放射性废液;提取和输送;射流泵;数值模拟0 引言目前国内已有一定规模放射性废液输送的工程经验,但尚无大型放射性贮槽倒空的先例,为了实现大型放射性废液贮槽倒空,需要对含泥浆废液的提取和输送工艺及关键设备进行充分的研究和验证。

射流泵具有没有内部运动部件、结构简单、无泄漏、无液位限制、易于加工等特点,当工作液体和引射液体为同一种液体时,射流泵工作过程中不产生废气、不增加废液,所以在放射性流体输送方面有独特的优越性[1,2]。

但是,目前国内尚无射流泵在放射性废液输送工程中应用的先例。

本文介绍了大型放射性废液貯槽中含泥浆废液的提取和输送方案,并采用CFD数值模拟方法对关键设备射流泵进行研究,CFD模拟可部分减少射流泵研制过程中水力学结构尺寸的反复,缩短设计和验证周期。

1 射流泵装置原理射流泵装置主要由射流泵与为其提供动力的工作离心泵组成,原理见图1。

图1 射流泵装置原理示意图射流泵是一种利用工作流体的高速射流来输送流体的设备。

射流泵的工作原理是工作液体从动力源(如:工作离心泵)沿压力管路引入喷嘴,在喷嘴出口处由于射流和被引射流体之间的粘滞作用,把喷嘴附近的空气带走,使喷嘴附近形成真空,在外界大气压力作用下,引射液体从吸入管路被吸上来,并随高速工作液体一同进入喉管内,在喉管内两股液体发生动量交换,工作液体将一部分能量传递给引射液体,到达喉管末端两股液体的速度渐趋一致,然后进入扩散管,在扩散管内将大部分动能转化为压力能,最后从排出管排出。

工作离心泵为射流泵提供高速工作流体,其选型应以射流泵的工艺参数要求为依据,通过对射流泵装置进行系统设计和验证,可使其具有抽吸泥浆和长距离输送的功能。

脉冲射流泵研究进展

脉冲射流泵研究进展

l 国外研 究成果
脉冲射 流是在每 个 固定 周期 ( 为脉 冲周期 ) 称 中, 射流流场 中任 意点的T作参数 ( 土力和流速 如J 能及传质效率 , 优化其结构 , 一直是 国内外学者所关
收 稿 日期 :05一l — 3 20 1 2
基金项 目: 国家 自 科学 基金 资助项 U( 07 0 3 ; 南省科技攻关资助项 目(5 4 60 9 然 5 39 1 ) 河 0 2 2 04 ) 作者简介 : 下玲花 ( 95一) 女 , 16 , 河南唐 河人 , 水利水电学院动力j 程系剐教授 , 大学在凄障土研究生 , 华北 二 河海 从事水 机械 面的研究 J ‘
及成本低廉等一 系列独特的优点 , 工作时通过流体 结 构 的射流 泵 凶结 构 复杂 、 工 工 艺 要求 较 高 、 造 加 制 和对象流体的直接接触实现能量传递 , 各种有压能 及安装比较 复杂 , 而发展的速度 比较缓慢 ; 另一种途 源( 废水 、 废气) 可作 为它的工作动力, 都 直接加 以利 径 是 在 相 同的 射 流 泵 装 置 上 , 用 非恒 定 射 流来 提 采 用, 不需增加很 多辅助设备 , 合效益高。 目前 , 综 在 高射流泵的传能及传质效率 , 如脉冲射流 、 振荡射流 国外 “ 喷射技 术 ” 已被 应用 于水 利 、 电力 、 通 、 交 冶金 、 等 。法 国学 者 S C Co . . rw等 于 17 9 1年 苗先 在 射 流泵 石油 、 化工 、 环境保护 、 海洋开发 、 核能利用和航空航 装置上进行 了脉冲射 流的试 验研究 , 结果 表明脉 冲 天等领域。在 一些无法 近距离操作和维修或检修工 射流的卷吸率 比恒定射流提 高 r3 %。此后 , 国 2 各 序十分复杂的特殊场合 , 尤其是在高温 、 高压 、 易燃 、 学 者 对 脉 冲射 流 泵 进 行 r大 量 的试 验 研 究 , 验 结 试

液气射流泵研究应用进展

液气射流泵研究应用进展
维普资讯
石 油


一 6 一 7
20 0 8年
第3 6卷
第 2期
C NA E HI P TR0L EUM MACHI NERY
专 题 综 述
( 北 水利 水 电 学 院 ) 华
7 代 以来 ,计算 流 体 力学 和计 算 机 技 术 的进 步 O年


带动 了液气 射 流泵 内部 流场数 值模 拟 的发展 ,并逐
步发展 成 为理论 与试 验并 列 的新研 究方 法 。
1 .国外研 究状 况
液气射 流 泵是利 用射 流紊 动扩 散作 用来 传递 能 量及 质量 的流体 机械 和混 合设备 。液 气 射流 泵通 过 液体 射流 对气 体进行 抽 吸和压 缩 ,泵 内运 动属 于液
果 ,总结 其研 究方 法 ,可进 一步 为开 展液 气 射流泵
混合 和压力 突然 升高 现象 ,很 多学 者随后 对 喉管 的
最优 长度进 行 了研 究 。F l m os 推 导 了圆柱 形 喉 o
管 ( 扩 散 管 ) 内 混 合 的 一 元 表 达 式 。 T k si 无 aah— m a … 推导 了 喉管 扩 散 管 的 计 算 公 式 ,并 公 布 了其 试验 数据 。试 验表 明 ,气 液 卷 吸率 不 大 于 0 2 . ,效 率 非 常低 ,但 是 采用 四孔 喷嘴 比采 用单孔 喷 嘴效率
要高。
的研究 提供依 据 和参考 。
国 内外研 究概 况
液气 射 流泵 的发展 是一 个理 论研 究 和试 验研究
相互 依 赖 ,相 互促 进 的探索 过程 。由于液 气射 流泵
B nigo 试验 发 现 射 流 泵效 率 随射 流速 度 onnt n

新型双喷嘴射流泵水力特性的试验研究

新型双喷嘴射流泵水力特性的试验研究
on the bottom and make it fluidized, but make no contribute to the efficiency of the jet pump. The greater the flow
ratio of M 2 is, the lower the jet pump pressure ratio and the efficiency are. Due to the presence of the lower nozzle,
Key words: dual nozzle; jet pump; hydraulic performance; area ratio; flow rate ratio; working medium
效率峰值为 18 68%, 流量比 M 1 为 0 8; 当使用水抽汲水砂混合物时, 效率峰值为 14 98%, 流量
比 M 1 为 0 6。 所得结论为新型双喷嘴射流泵的理论设计及实际应用提供了科学依据。
关键词: 双喷嘴; 射流泵; 水力特性; 面积比; 流量比; 工作介质
中图分类号: TE935 文献标识码: A doi: 10 16082 / j cnki issn 1001 - 4578 2017 02 016
the efficiency reaches the maximum value under the area ratio of 0 2, while the traditional jet pump has the highest
efficiency with the area ratio of about 0 3. When pumping crude oil using water, the jet pump has a peak efficien⁃

射流泵的研究与进展

射流泵的研究与进展

射流泵的研究与应用发展1、射流泵在制冷技术中的应用随着我国经济的快速发展,对能源的需求量日益剧增,目前我国能源消费总量已经位居世界第一,因此节约能源已经成为制冷暖通空调行业研究的重要课题之一。

纵观国内外的研究成果,可以看出,制冷节能的研究主要集中在制冷循环系统的设计、压缩机技术的改进、冷凝器和蒸发器换热性能的提高、新型制冷剂的研究,而对节流环节的研究相对较少。

为了减少节流损失,国内外学者进行了很多改进方案的研究,喷射制冷循环就是最具研究价值和应用前景的方案之一。

因为射流泵( 又名喷射器、引射器) 具有结构简单、无运动部件、成本低廉、运行可靠、安装维护方便等优点,适用于包括两相流在内的任何流型,而且将其应用于制冷循环,既能提高系统性能,又不会增加系统复杂程度。

自十九世纪六十年代德国学者G. Zeumen 根据动量守恒定理,提出了射流泵设计的基本理论以来,许多研究者都对此展开了相关研究2 射流泵的研究现状射流泵是依靠一定压力的工作流体通过喷嘴高速喷出带走被输送流体的泵。

工作流体Qo从喷嘴高速喷出时,在喉管入口处因周围的空气被射流卷走而形成真空,被输送的流体QS即被吸入。

两股流体在喉管中混合并进行动量交换,使被输送流体的动能增加,最后通过扩散管将大部分动能转换为压力能。

1852年,英国的D.汤普森首先使用射流泵作为实验仪器来抽除水和空气。

20世纪30年代起,射流泵开始迅速发展。

按照工作流体的种类射流泵可以分为液体射流泵和气体射流泵,其中以水射流泵和蒸汽射流泵最为常用。

射流泵主要用于输送液体、气体和固体物。

它还能与离心泵组成供水用的深井射流泵装置,由设置在地面上的离心泵供给沉在井下的射流泵以工作流体来抽吸井水。

射流泥浆泵用于河道疏浚、水下开挖和井下排泥。

射流泵没有运动的工作元件,结构简单,工作可靠,无泄漏,也不需要专门人员看管,因此很适合在水下和危险的特殊场合使用。

此外,它还能利用带压的废水、废汽(气)作为工作流体,从而节约能源。

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射流泵的研究新进展
摘要
液气射流泵是利用射流紊动扩散作用来传递能量及质量的流体机械和混合设备。

该泵具有无运动部件、结构简单、工作可靠、安装方便等优点,因此被广泛应用于渔业、电力、化工、环保、消防、石油以及航空航天等领域,但其传能效率低一直是国内外学者所关注的问题。

概述了国内外液气射流泵的主要研究成果,总结了其主要研究方法。

特别介绍了液气射流泵在深海石油开采和海水淡化中的应用,并提出利用脉冲射流提高液气射流泵效率的新研究方向。

关键词:液气射流泵液气两相流动数值模拟脉冲射流海水淡化
射流泵是一种流体机械,它是以一种利用工作流体的射流来输送流体的设备。

根据工作流体介质和被输流体介质的性质是液体还是气体,而分别称为喷射器、引射器、射流泵等不同名称,但其工作原理和结构形式基本相同。

我们接下来看到的是液气射流泵,一种新型的射流泵,我们将从下面更深入的了解该泵的发展过程。

液气射流泵是利用射流紊动扩散作用来传递能量及质量的流体机械和混合设备。

液气射流泵通过液体射流对气体进行抽吸和压缩,泵内运动属于液气两相流动,且液体和气体之间容重相差很大,运动情况复杂。

液气射流泵具有无运动部件、结构简单、工作可靠、安装方便等优点。

因此,广泛应用于渔业、电力、化工、环境保护、消防、石油以及航空航天等领域,但其传能效率低一直是国内外学者所关注的问题。

国内外的学者运用试验、理论和数值计算的方法对其进行了大量的研究工作,试图揭示液气射流泵内部两相流体流动的机理,从根本上解决传能效率低的问题。

回顾整理这些研究成果,总结其研究方法,可进一步为开展液气射流泵的研究提供依据和参考。

国内外研究状况
液气射流泵的发展是一个理论研究和试验研究相互依赖,相互促进的探索过程。

由于液气射流泵内部流动是人们尚未掌握规律的液气两相湍流,不可能进行全面透彻的理论分析。

因此,在液气射流泵的研究过程中,试验研究是主要手段。

20世纪70年代以来,计算流体力学和计算机技术的进步带动了液气射流泵内部流场数值模拟的发展,并逐步发展成为理论与试验并列的新研究方法。

1.国外研究状况
虽然液气射流泵技术的研究与应用已有100多年的历史,但是直到20世纪30年代,由于流体力学和空气动力学的发展,才推动了液气射流泵的应用与研究工作。

Hoeffer首先提出了液气射流泵的概念,并利用它对凝汽器进行了抽真空试验,随后德国和前苏联的杂志发表了许多关于液气射流泵的论文。

Bonnington试验发现射流泵效率随射流速度的增加而下降,通过透明喉管试验发现,当液气混合在喉管内发生时,泵的效率较高,并且长喉管比短喉管效果要好。

随后,国外科学家进行了大量的实验来提高液气射流泵的效率,如Witte在液气射流泵研究上考虑了液气射流泵喉管内液气混合压缩性的影响,首次采用无因次欧拉数对液气射流泵进行理论和试验分析,通过分析喉管流动过程,提出了“混合激波”的概念,优化射流泵结构。

提出利用多喷嘴结构提高液气射流泵的效率;Neve试验研究了液气射流泵扩散管的性能。

Carvalho使用CFD软件FIDAPC对液气射流泵喉管内的液气两相流流场进行了数值模拟。

Kumar等人对用于海水净化系统的液气射流泵进行了试验研究,主要研究了喷嘴到喉管入口距离对液气射流泵性能的影响,研究结果发现最优距离为33mm。

2.国内研究状况
在国外研究液气射流泵后,国内的学者们也加紧对射流泵进行研究。

在国内,陆宏圻运用流体力学理论,采用一元流简化方法,同时考虑泵内各控制面流速不均匀的影响,推导出两级及单级液气射流泵的基本性能方程。

陆宏圻和王德茂运用两相流体力学理论。

推导了液气一液两相流体射流泵的基本方程,考虑了几何参数的影响和液气混合条件对泵性能的影响,导出了液气速度滑移的动量修正系数和速度不均匀的动量系数,并通过试验对理论结果进行了验证。

随后,陆宏圻整理了国外学者及本人的大量研究成果,出版了《射流泵技术的理论与应用》一书,标志着国内射流泵理论走向成熟。

廖定佳不仅用试验从宏观上研究了液气射流泵的特性,还从内部流场的角度,用数值求解的方法研究了液气射流泵内各参数的变化。

他对3个面积比的液气射流泵在不同含气体积分数下进行了试验研究,测得了压力、流量、含气体积分数等宏观物理量,分析了含气体积分数对射流泵性能的影响。

纵观国内外学者对液气射流泵的研究情况,其研究方法大致可分为以下3类:
(1)根据试验资料直接提出液气射流泵性能的经验公式
(2)应用流体力学的基本理论,结合实验确定待定参数的半理论半经验方法
(3)应用数值模拟方法,并采用试验验证的方法进行研究
这些方法的综合应用,对液气射流泵进行了深入的研究,推到了该泵的发展。

气射流泵的应用现状
液气射流泵具有无运动部件、结构简单、工作可靠、安装方便等优点,因此被广泛应用于个领域。

下面来介绍液气射流泵应用的两个特例。

1.石油开采
在深海石油开采中,为解决含气体积分数高且距离采油主平台距离较远的卫星井的石油
开采问题,美国德克萨斯州大学的Carvalho发明了ESJP(the Electrical Submersible Jet Pump)系统,成功地将气举和降低成本结合起来,解决了这一问题。

对于含气体积分数高的油井,必须在电潜泵开采前进行油气分离,否则很容易造成电潜泵的汽蚀,影响油井产量。

同时,还必须铺设排气管路,对于距离主平台较远的卫星井。

铺设排气管路的成本是非常昂贵的。

另外,深海距离主平台较远的卫星井需要较大的压力来克服重力和沿程阻力,工程中常采用的提升方法是气举。

该系统是在电潜泵的人口安装一个旋转式液气分离器实现油气分离,经过分离的油直接排入电潜泵,而气体则通过管道向上排出。

而在电潜泵的出口管路上安装液气射流泵,其工作流体是电潜泵排出的高压液体,而液气射流泵的吸人口是被液气分离器分离出来的气体,在高压液体经喷嘴高速喷出后在吸入室形成低压区,将气体吸入喉管,液气发生混合形成密度较小的液气混合物,经过扩压管增压后具有较高的压力来克服重力和阻力。

可见ES—JP将气举和降低铺设管路成本完美结合了起来,是对液气射流泵的创新应用。

2.海水淡化系统
随着人口的快速增长和工业化进程的加快,对淡水的需求量越来越大,各国学者都对海水淡化进行研究来解决这个问题。

而海水淡化最主要的障碍是成本太高。

因此,使用可再生能源进行海水淡化技术近几年迅速发展,如使用太阳能、海洋热能、地热能、火电站余热等。

印度科学家Kumar等人研发了1套以液气射流泵为辅助设备的利用火电厂余热进行海水淡化的系统。

液气射流泵用作对蒸发室抽真空,降低蒸发室压力从而降低海水沸点,使其容易蒸发,达到净化海水的目的。

结论
(1)通过理论和试验研究表明。

在相同的射流泵装置上,采用脉冲射流比恒定射流的效率提高了15%~25%。

国内外学者采用多股射流,多级射流等手段提高了液气射流泵的效率。

(2)随着世界能源形势的紧张,必将大规模地开采深井、深海油气藏,液气射流泵将会在该领域发挥重要作用。

在石油化工行业里,用组合的射流泵来代替不同真空的机械泵。

用于真空干燥、升华、蒸馏、结晶、提纯、过滤、运输、浓缩、灭菌、回潮等工艺过程,可以降低成本,简化操作,提高效率。

(3)采用脉冲射流来提高液气射流泵的效率,将成为今后液气射流泵研究的新方向。

随着研究的不断深入,液气射流泵的应用范围会更广。

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