射流原理

特性曲线，有量纲
H2
H1＝const
q3
三、通用特性曲线 将H1的影响表现出来
相似抛物线
q，h=const q3 A H1
H2 hH1
∴ q3＝kH22
通用特性曲线
第五节 射流泵的空化
一、射流泵的空化现象及影响因素 影响因素： 几何参数（m） 吸出高HS 工况（q） 工作压力（H1）
二、射流泵空化的计算
总流量
q3＝q1＋q2
工作扬程H1：单位重量工作液体和被输送液 体在各自的进口处所具有的能量的差值
射流泵扬程H2：单位重量被抽送液体通过射 流泵所获得的能量
喷嘴出口面积 f0 喉管面积 fb
2、无量纲参数
流量比：
q q2 q1
扬程比： 面积比：
h H2 H1
m fb f0
基本方程，参数2
H2 Ha

1q Hb
Ha
装置3效率
总结
射流泵总结
一、射流泵的定义，分类、特点与应用 二、液体射流泵的基本方程
射流流动与混合过程 速度与压力的变化过程 液体射流泵的主要性能参数 液体射流泵的基本方程及其简化 应用基本方程进行计算
三、射流泵的相似 相似准则 处理射流泵相似问题的方法及其特点
射流泵的空化
最低压力点的位置k：位于喉管中
空化计算
从下游水面到 k 点的伯努利方程
pa g

H SZ
Βιβλιοθήκη BaiduHS
ha

v22 2g
v22 2g

pk g
对于临界点：
空化，计算
pa g

H
cr SZ
H S
ha
v22 2g
v22 2g

pva g
考虑到
v2

q2 fn
概述，特点
三、射流泵的特点 1、结构简单，加工容易，成本低 2、工作可靠，无泄漏，无磨损，维护方便 3、可综合利用，兼作反应器、混合器等 4、能量转换效率较低 四、应用举例 1、深井抽水装置
2、泵站流量放大 3、飞机燃油系统 4、火箭燃料泵前置泵 5、水电机组技术供水 6、水电站排水系统 7、沸水反应堆流量再循 环系统 8、河道疏浚 9、捕鱼 10、火电机组真空泵 11、射流曝气机
II

q2 (Hc H 2 ) (q1 q2 )Hc
c
q1
q2 H1
q2 H1
H2
c

cq
(1 q)(1 h)
c j
1
(1 q)h
深井射流泵装置2
第Ⅲ种装置
装置输出功率：
gq2 (Ha H2 )
装置输入功率：
g(q1 q2 )Ha gq1Hb
分析：考虑A的意义， 可以写成
Ha Hva HS H1
临界流量比
与q密切相关，在一定的HSZ下，q增大导致空化
三、基本参数对qk的影响 1、工作压力p1
空化流量的影响因素
2、面积比的影响
面积比
3、安装高度的影响
安装高度
射流泵的最优参数
第六节 射流泵的最优参数
一、设计条件 1、已知q（或h），求m和h（q） 2、已知m，求q和h 3、m，q，h均需确定
概述，应用1
与微孔曝气的比较
概述，应用2
概述，应用3
12、化学反应器 13、尾气治理 14、除尘装置 15、锅炉注水器
概述，应用4
15、大气喷射器
概述，应用5
基本方程，射流分类
第二节 液－液射流泵的基本方程
一、湍流射流的分类
按射入介质分： 淹没射流（液体射入液体） 非淹没射流（液体射入气体）
a
b
射流泵工作扬程：
H1 H2 Ha Hb
射流泵装置3
装置总效率：
III

q2 (Ha H 2 ) (q1 q2 )Ha q1Hb
a
b
设 a b c
则
III
c
q2 (H 2 H a ) (q1 q2 )H a q1Hb

q 1
概述
射流泵
第一节 概述
一、射流泵的工作原理
二、射流泵的分类
概述，分类
分类方法：
按介质性质；按混合过程的热力学；按用途与结构
类别 射流泵 喷射器
介质 工作流体
液体
液气混合物 气体
状态 被输送流体
液体 散状固体或泥浆
气体 液体 气体 散状固体 液体
名称
射流泵 固体输送射流泵或泥浆射流泵
液气射流泵 射流混合器 气体喷射器 气力输送喷射器 蒸汽热水喷射器
2、最优效率
3、最优面积比
4、可行域与非 可行域
最优面积比
特性曲线，最优m
二、有量纲特性曲线
H1＝const H2,＝f（q3）
根据无量纲曲线求有量纲曲线：
喷嘴出口速度
q1
q3
q3 1 q
f 0 2 gH 1
(1 1)

q2 m2
(1 4 )
H2 hH1
有量纲特性曲线
注意：q、h均与射流泵以及工作泵有关，即射流泵的设计不 是孤立的，需与系统一起考虑
设计思路： 利用综合特性曲线及其包络线确定最优参数
注意：
不同的条件有不 同的方法
综合特性曲线
方法对比
若已知q（h）,按包络线 若已知m，按顶点连线
最优参数
第七节 深井射流泵装置 与深井泵和潜水泵的比较
第Ⅰ种装置 装置的输出功率： gq2H2
（忽略a和b点的高度差，并将a点的高度定为0）
2：喉管流速系数
基本方程，推导2
2、从被输送液体进口到a-a断面用伯努利方程
v2a 4
2 g
p2 g

z2

v22 2g


pa g
4：流速系数
3、喷嘴出口速度
v1n 1
2 p
4、扩散管的流动
基本方程，推导3
vb

1
3
2 g
pc g

vc2 2g

pb g

（忽略Zb－Zc）
3：扩散管流速系数
结果：
基本方程，推导4
h

12

2 2 m

22

n

2 4

n m2
q2

2


2 3
1 q 2
m2

流速系数的值由经验确定
六、方程的简化
四、射流泵的特性曲线 综合特性曲线 综合特性曲线的包络线，最优参数 有量纲特性曲线与通用特性曲线 不同曲线之间的换算
总结2
五、射流泵的空化 射流泵的空化现象，空化系数 空化的计算（qK，hK和吸上高度） 主要参数对空化性能的影响
六、深井射流装置 三种装置的特点与效率
总结3
令
A pa pva
g
所以
A

H
cr SZ

1 4 2 gf n
q2 2 max
考虑q2与q1及H1 的关系
A

H
cr SZ
14 fn
f 02 H1q 2
1

4

q2 m2
1
4


最后得
空化，计算2
A

H
cr SZ

q 2

H1
m2 q 2
装置的输入功率： gq1Hc c
射流泵工作扬程： H1 H2 Hc 装置总效率：
I

gq2H 2 gq1H c

c
q2 H 2
q1H1 H 2

c

cq
1
h h
c j
射流泵装置
第Ⅰa 种装置
装置的输出功率：g(q1 q2 )H2 装置的输入功率： gq1Hc
n fb m fb f0 m 1
效率： 2 gq2H2 q h 1gq1(H1 H2 ) 1 h
基本方程，推导1
五、射流泵基本方程 1、对混合室（喉管）应用动量方程
2 (q1v1a q2v2a ) (q1 q2 )vb (pb pa ) fb
按射入空间分： 无界射流（射入无穷大空间） 有界射流（射入有限空间）
按运动分： 伴随射流（射入流动的液体） 自由射流（射入静止的液体）
二、射流流动结构
基本方程，射流结构
三、速度与压力的变化
基本方程，压力变化
基本方程，主要参数
四、射流泵的主要参数
1、有量纲参数
工作液体流量 q1
被输送液体流量q2
c 射流泵工作扬程： H1 Hc
装置总效率：
I

g (q1 q2 )H 2 gq1H1
c
(q1 q2 )H 2 q1H1
c
c (1 q)h
射流泵装置
第Ⅱ种装置
装置输出功率： gq2 (H2 Hc )
装置输入功率： g(q1 q2 )Hc
c
射流泵工作扬程： H1 H2 Hc 装置总效率：
当m为常数时，方程很接近直线（二次项很小）方程故
可简化为
h 12
h0 q0
(q0 q)
第三节 射流泵的相似
相似准则
问题：必须满足的相似准则：
Sr Fr Re Eu ＝h
几何相似问题：
关键：面积比
第四节 射流泵的特性曲线
特性曲线
一、综合特性曲线 注意：m＞1！！！ 包络线及其意义
1、既定q下的最 大h