水蒸汽喷射泵原理

　　水蒸汽喷射泵是以靠从拉瓦尔喷咀中喷出高速水蒸汽流来携带气，故有如下特点：

　　(1)该泵无机械运动部分，不受摩擦、润滑、振动等条件限制，可制成抽气能力很大泵。工作可靠，使用寿命长。泵结构材料选择适当，排除具有腐蚀性气体、含有机械杂质气体以及水蒸等场合极为有利。

　　(2)结构简单、重量轻，占面积小。(3)工作蒸汽压力为4～9×105Pa，一般冶金、化工、医药等企业中都具备这样水蒸汽源。

　　一、水蒸汽喷射泵

　　1．概述

　　水蒸汽喷射泵是以靠从拉瓦尔喷咀中喷出高速水蒸汽流来携带气，故有如下特点：

　　(1)该泵无机械运动部分，不受摩擦、润滑、振动等条件限制，可制成抽气能力很大泵。工作可靠，使用寿命长。泵结构材料选择适当，排除具有腐蚀性气体、含有机械杂质气体以及水蒸等场合极为有利。

　　(2)结构简单、重量轻，占面积小。(3)工作蒸汽压力为4～9×105Pa，一般冶金、化工、医药等企业中都具备这样水蒸汽源。

　　因水蒸汽喷射泵具有上述特点，广泛用于冶金、化工、医药、石油以及食品等工业部门。

　　2．工作原理

　　喷射泵是由工作喷咀和扩压器及混合室相联而组成。工作喷咀和扩压器这两个部件组成了一条断面变化特殊气流管道。气流喷咀可将压力能转变为动能。工作蒸汽压强P0和泵出口压强P4之间压力差，使工作蒸汽管道中流动。

　　这个特殊管道中，蒸汽喷咀出口到扩压器入口之间这个区域(混合室)，蒸汽流处于高速而出现一个负压区。此处负压要比工作蒸汽压强P0和反压强P4低多。此时，被抽气体吸进混合室，工作蒸汽和被抽气体相互混合并进行能量交换，把工作蒸汽由压力能转变来动能传给被抽气体，混合气流扩压器扩张段某断面产生正激波，波后混合气流速度降为亚音速ω3，混合气流压力升为P3。亚音速气流扩压器渐扩段流动时是降速增压。混合气流扩压器出口处，压力增至P4，速度降为ω4。故喷射泵也是一台气体压缩机。

　　3．多级喷射泵结构

　　通常单级喷射器压缩比不超过10，工作压强不低于lOkPa。当需要更低工作压强时，则由两个或两个以上喷射器和冷凝器串联组成，称为多级喷射泵。冷凝器作用是将混合物中可凝性蒸汽部分凝结排除，以减少下级喷射器负荷。冷凝器结构形式有混合式、表面式及喷射式三种形式。冷凝器按其喷射泵系统中安装位置，又分为前冷凝器、中间冷凝器和后冷凝器。

　　前冷凝器安装第一级喷射器入口前，主要减少第一级泵负荷。当被抽混合物中含有大量可凝性蒸汽，其蒸汽分压强大于冷却水温所对应饱和蒸汽压时方可使用。中间冷凝器安装多级泵中间，具体位置应视进入冷凝器混合物中蒸汽分压强及冷却水温而定，其作用是减少下级泵负荷。后冷凝器安装末级喷射器之后，主消除末级喷射器废气、噪声，用来回收未级喷射器余热。

　　4．简易计算法

　　(1)喷咀喉部直径D0计算

　　(1)式中G0——工作蒸汽耗量(kg／h)，G0=Gh/μ。Gh为被抽气体量(kg／h)，μ为引射系数。

　　P0——工作蒸汽压力(Pa)

　　(2)扩压器喉径D3计算

　　(2)式中GK——扩压器喉部空气流量(kg／h)

　　GZ——扩压器喉部蒸气流量(kg／h)

　　P4——扩压器出口压力(Pa)

　　(3)冷凝器直径D计算

　　(3)式中G∑h——进入冷凝器混合物流量(kg／h)

　　v∑h——进入冷凝器混合物比容(m3／kg)，可近似用P4查饱和水蒸汽比容代替。