大气喷射器的真空发生机制及其主要参数的设计(2)

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)华中科技大学土木工程与力学学院 作者:滕红华

  式中: G代表质量流量, kg/s; v代表流体的速度,m/s; p代表静压力,N/m2 ; f代表截面积,m2 ;λ代表等熵速度;Π 代表相对压力;(uΠp) 2 代表第2极限压力值,N/m2 ;φ代表速度系数; qc3 代表混合流体在3-3 截面上的折算质量速度(注: ①脚注的第1个符号表示流体;第2个符号表示截面。②第2极限状态即在喷嘴出口截面所在平面与渐缩管入口截面之间的那一段上,工作和引射流体各自流动而不混合) 。将不同的λc3值(本设计选了6个参数,即将1.0,0.9,0.8,0.7,0.6,0.56) 分别代入上述计算过程,结果于表1。从表1可看出,最优喷射系数u 为0.490 ,此时λc3为0.6,qc3为0.820。

表1  本大气喷射器可达到的喷射系数的计算

本大气喷射器可达到的喷射系数的计算 

3、大气喷射泵主要零件几何参数的确定

3.1、喷嘴

  材料用不锈钢,其结构见图4。

喷嘴结构图

图4  喷嘴结构图

  由流体力学连续性方程及拉瓦尔喷嘴的特性(即喉部速为音速) 可推导出喷嘴喉部直径d0为2mm,其余尺寸如下。d1=6mm, d2=4mm,d3=16mm,d4=12mm, d5=30mm, L0=4mm, L1=12mm, L2=6mm, L=40mm;d0:喷嘴喉部直径;d1:喷嘴入口直径;d2:喷嘴出口直径;L1:入口长度;L2:出口长度;L0:喉部长度。

3.2、扩压器的设计

  材料用不锈钢,其结构如图5。

 

  可得d0=6mm, 其他尺寸如下: d1=12mm, d3=12mm, L0=18mm, L1=30mm, t=3mm, L=90mm。其中, d0为混合室喉部直径; d1为混和管进口直径; d3为扩压管出口直径; L0为混和室喉部长度; L1为混和管长度; L3为扩散管长度; t为壁厚。

3.3、吸入室的设计(略)

  目前,此大气喷射器已单件加工。经测试,其吸入口真空度能达到设计要求。

4、结束语

  提高流体压力而不直接消耗机械能是喷射器的根本特点,采用它比采用机械的增压设备(压缩机、、鼓风机和引风机等) 简单而可靠。此外,喷射器与各种设备相连接,其系统比较简单,同时制造也不复杂。大气喷射器由于其工作介质为压缩空气,易于获取和排放,其干燥、清洁、低温的特性,特别是在一些特殊工艺上,如真空蒸馏、真空脱臭、真空蒸发、真空结晶、真空干燥等方面,必将获得越来越广泛的应用。

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