一种水喷射泵的简易计算方法

　　本文详细地介绍了水喷射泵性能试验装置的系统图。在试验的基础上综合出水喷射泵的一种简易的计算方法，最后给出计算实例，可用以选出最佳的设计方案。

　　根据试验数据的综合，得出能实际计算水喷射泵性能的一些相关的公式。

　　为了计算喷射泵的性能，应首先给出已知条件：即工作介质水的压力Pp 及其温度tp 吸入压力PH，被抽吸的介质空气的质量流量GH，喷射泵出口断面相对排水井内水平面的标高h 及喷射泵的几何参数f3/f1 (式中f1 和f3 为喷咀出口断面积与混合室圆柱段入口断面积)。喷咀出口直径d1，混合室圆柱段入口直径d3，因此f3/f1= d32/d12 。水喷射泵的工作原理如图1 所示。

1.水喷射泵;2.水喷射泵(可作前级泵用);3.水箱;4.离心式水泵;5.补水管;6.溢流管;7.水箱出气孔;tp、Pp- 水温及水的压力;PH -被抽吸气体压力;Pc- 喷射泵的背压

图1 水喷射泵的工作原理图

　　水喷射泵的结构示意图如图2 所示。

d1- 喷咀出口直径;d3- 混合室直径

图2 试验用水喷射泵的主要结构图

　　从几个计算方案可找到最佳的方案。其计算方法是在试验数据的基础上得出的。其试验装置的系统图如图3 所示。

　　关于水喷射泵的计算方法，早在1914 年，由C. Pfleiderer 学者提出来的。用能量守恒定律给出水—空气混合物的一维流动模型。其能量损失用能量损失系数来表达。实际上确定它很困难，可靠性较差。故人们多从实际着手研究。前苏联学者Л.Д.БЕРМАН 教授在上世纪60 年代作过很多实验研究。并综合试验结果，给出可用的计算方法。我们在1993 年为抚顺矿务局暧气厂研制35 t/h 热水锅炉真空除氧设备时也曾研制过水喷射泵系统。

图3 水喷射泵的试验台系统图

　　当然在确定方案时还可以利用双喷射器，一个工作，一个备用。也有用四个喷咀或四个扩散器的。对于水喷射泵我国于2003 年制订了《水喷射真空泵》行业标准。

　　该标准规定了水喷射真空泵的型式与基本参数、技术要求及试验方法、检验规则、标志、包装和运输。

　　该标准适用于压力为0.20 MPa~0.60 MPa，抽气量32 m3/h~2000 m3/h 的水喷射真空泵，即工作介质为水、被抽介质为空气或以不凝结性气体为主，凝结性气体为辅的气体。该标准定义：

　　(1)极限压力：泵在工作时，空载干燥的真空容器逐渐接近稳定的最低压力值(kPa);

　　(2)当量空气：对非20 ℃空气或其它气体，按其分子量和温度折算成20 ℃空气流量(m3/h)。

　　(3) 吸入温度：被抽气体在泵入口处的温度(℃)。

　　(4) 最大抽气量：泵在规定的测量条件下，泵口压力为3.0 kPa 时的抽气量(m3/h)。

　　(5)工作水压：进入泵喷咀前的工作介质压力(MPa)。

　　其技术要求和试验方法、试验装置等该标准都有明确要求。最后给出吸入压力(kPa)与抽气量(m3/h)的对应曲线，以便用户选择。