水蒸汽噴射泵原理|資料

水蒸汽噴射泵是以靠從拉瓦爾噴咀中噴出的高速水蒸汽流來攜帶氣的，故有如下特點：
(1)該泵無機械運動部分，不受摩擦、潤滑、振動等條件限制，因此可制成抽氣能力很大的泵。工作可靠，使用壽命長。只要泵的結構材料選擇適當，對于排除具有腐蝕性氣體、含有機械雜質的氣體以及水蒸等場合極為有利。
(2)結構簡單、重量輕，占地面積小。(3)工作蒸汽壓力為4～9×105Pa，在一般的冶金、化工、醫藥等企業中都具備這樣的水蒸汽源。
一、水蒸汽噴射泵
1．概述
水蒸汽噴射泵是以靠從拉瓦爾噴咀中噴出的高速水蒸汽流來攜帶氣的，故有如下特點：
(1)該泵無機械運動部分，不受摩擦、潤滑、振動等條件限制，因此可制成抽氣能力很大的泵。工作可靠，使用壽命長。只要泵的結構材料選擇適當，對于排除具有腐蝕性氣體、含有機械雜質的氣體以及水蒸等場合極為有利。
(2)結構簡單、重量輕，占地面積小。(3)工作蒸汽壓力為4～9×105Pa，在一般的冶金、化工、醫藥等企業中都具備這樣的水蒸汽源。
因水蒸汽噴射泵具有上述特點，所以 用于冶金、化工、醫藥、石油以及食品等工業部門。
2．工作原理
噴射泵是由工作噴咀和擴壓器及混合室相聯而組成。工作噴咀和擴壓器這兩個部件組成了一條斷面變化的特殊氣流管道。氣流通過噴咀可將壓力能轉變為動能。工作蒸汽壓強P0和泵的出口壓強P4之間的壓力差，使工作蒸汽在管道中流動。
在這個特殊的管道中，蒸汽經過噴咀的出口到擴壓器入口之間的這個區域(混合室)，由于蒸汽流處于高速而出現一個負壓區。此處的負壓要比工作蒸汽壓強P0和反壓強P4低得多。此時，被抽氣體吸進混合室，工作蒸汽和被抽氣體相互混合并進行能量交換，把工作蒸汽由壓力能轉變來的動能傳給被抽氣體，混合氣流在擴壓器擴張段某斷面產生正激波，波后的混合氣流速度降為亞音速ω3，混合氣流的壓力升為P3。亞音速的氣流在擴壓器的漸擴段流動時是降速增壓的。混合氣流在擴壓器出口處，壓力增至P4，速度降為ω4。故噴射泵也是一臺氣體壓縮機。
3．多級噴射泵的結構
通常單級噴射器的壓縮比不超過10，工作壓強不低于lOkPa。因此當需要更低的工作壓強時，則由兩個或兩個以上的噴射器和冷凝器串聯組成，稱為多級噴射泵。冷凝器的作用是將混合物中的可凝性蒸汽部分凝結排除，以減少下級噴射器的負荷。冷凝器的結構形式有混合式、表面式及噴射式三種形式。冷凝器按其在噴射泵系統中的安裝位置，又分為前冷凝器、中間冷凝器和后冷凝器。
前冷凝器安裝在第一級噴射器入口前，主要為了減少第一級泵的負荷。只有當被抽混合物中含有大量的可凝性蒸汽，并且其蒸汽分壓強大于冷卻水溫所對應的飽和蒸汽壓時方可使用。中間冷凝器安裝在多級泵中間，具體位置應視進入冷凝器的混合物中的蒸汽分壓強及冷卻水溫而定，其作用是減少下級泵的負荷。后冷凝器安裝在末級噴射器之后，主要是為了消除末級噴射器的廢氣、噪聲，有時用來回收未級噴射器的余熱。
4．簡易計算法
(1)噴咀喉部直徑D0的計算
(1)式中G0——工作蒸汽耗量(kg／h)，G0=Gh/μ。Gh為被抽氣體量(kg／h)，μ為引射系數。
P0——工作蒸汽壓力(Pa)
(2)擴壓器喉徑D3的計算
(2)式中GK——通過擴壓器喉部的空氣流量(kg／h)
GZ——通過擴壓器喉部的蒸氣流量(kg／h)
P4——擴壓器出口壓力(Pa)
(3)冷凝器直徑D的計算
(3)式中G∑h——進入冷凝器的混合物流量(kg／h)
v∑h——進入冷凝器的混合物比容(m3／kg)，可近似地用P4查得的飽和水蒸汽比容代替。