射流泵基本尺寸计算
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射流泵基本尺寸计算
（1） 喷嘴直径j d
引用陆宏圻《射流泵技术的理论及应用》中喷嘴直径[16]的计算公式如下：
01214.34γαμp g Q d n
j ∆= （4-13）
式中：1μ—喷嘴流量系数；
α—喉管进口函数；
0p ∆—泵的工作压力，MPa ；
n Q —动力液流量，m 3/min ；
0γ—动力液重度，N/m 3。
本次设计中取喷嘴喷嘴流量系数为：1μ=1。
对于喉管进口函数，在初步计算时采用05.11-=α，此处取1=α。
对于动力液流量，已知25.0=n Q m 3/min 。
对于动力液重度，前文已给出98100=γN/m 3。
射流泵工作压力的计算[17]为：
s j p p p -=∆10 （4-14）
式中：1j p —动力液在喷嘴入口处的压力，MPa ；
s p —吸入液（油）的压力，MPa 。
由已知条件和前文计算结果知，动力液在喷嘴入口处压力和吸入液压力为：
70.381=j p MPa
4=s p MPa
联立（4-13）（4-14）两式解得喷嘴直径为：
01214.34γαμp g Q d n
j ∆=
()981010470.3818.92114.36025.046⨯-⨯
⨯⨯⨯⨯⨯=
310490.4-⨯=m
490.4=mm
取喷嘴直径为：
5.4=j d mm
（2） 喉管直径t d
喷嘴出口面积j A 、喉管断面面积d A 的关系如下：
y t j
m A A = （4-15）
2
4
j j d A π= （4-16） 2
4t t d A π=
（
4-17） 其中：y m —最优面积比。 前文已求得π1
=y m 。
联立（4-15）（4-16）（4-17）式解得喉管直径为：
mm
979.7318.05.42
2
===y
j
t m d
d
取喉管直径为：
0.8=t d mm
（3） 喷嘴面积j A 、喉管面积t A 和吸入面积s A
根据喷嘴直径j d 、喉管直径t d 可求得喷嘴和喉管面积分别为：
2
4j j d A π
=
2
2
mm 90.155.4414
.3=⨯=
2
22
mm 24.500.8414
.34=⨯==t
t d A π
所以吸入面积为：
j t s A A A -=
90.1524.50-=
=34.34mm 2
引用蔡启伦《喷射泵设计计算公式的改进》中最小吸入面积[25]的计算公式：
s
s s
s p g Q A γ281.0min = （4-18）
式中：s Q —泵的排量，m 3/d ；
s p —地层液的压力,MPa ；
s γ—原油的重度；N/m 3。
由已知条件和前文知，泵的排量为50=s Q m 3/d ；地层液的压力为4=s p MPa ；查《水力学与水利机械》表1-3得60℃时的8397=s γN/m 3。
代入参数值得：
2266
min
mm 39.7m 1039.78397
1048.9281.060602450
=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=-s A
显然，min s s A A >，所以喷嘴直径和喉管直径满足要求。
（4） 喉嘴距c L
最优喉嘴距的计算公式有几种，本文选用陆宏圻《射流泵技术的理论及应用》中给出的最优喉嘴距[17]为：
t c d L )1-5.0(= （4-19）
此处取：
t c d L 8.0=
0.88.0⨯=mm
=
（5） 喉管长度k L
最优喉嘴距的计算方法有多种，本文引用《射流泵喉管最优长度的数值计算》中的方法，最优喉管相对长度与面积比[26]的关系为：
6037.52251.0+=m n y （4-20）
式中：n —喉管相对长度；
其中：
t
k d L n =
将π1=y m 代入上式得最优喉管相对长度为：
6037.51
2251.0+⨯=πy n
675.5=
所以最优喉管长度为：
mm
402.450.8675.5=⨯=⋅=t
y k d n L
取最优喉管长度为：
4.45=k L mm
（6） 扩散管长度d L
此处引用陆宏圻《射流泵技术的理论及应用》中公式[16]
2
cot 2θ⋅-=t d d d d L （4-21） 式中：d d ——扩散管出口直径，mm ；
θ——扩散角。
考虑到泵投捞部分的最大外径为59Φ和壁厚为76-mm ，此处选取d d =25mm 。扩散角一般采用均匀扩散角︒︒=7-5θ[16]，此处选取θ=︒6。 将各参数值代入式（4-21）解得扩散管长度为：
2
cot 2θ⋅-=t d d d d L =2
6cot 20.825ο
⋅- =190.162mm
取扩散管长度为：
2.162=d L mm