PDF《喷射泵的设计原理及其在制浆造纸工业的应用》

1 A

2 =

1 A

2 +

1 A

2 e -

1 A

2 i x L -

1 2 π sin2 π x L 式中 : A― 断面面积 πR

2 ;

i― 进口 ;

e― 出口. 美国机械工程师协会 AS ME建议 HB 型喷嘴 β =De /Di >

0. 25;

LB型β=De /Di <

0. 5. 沿轴向收缩比 c = D

2 i / D

2 e 的变化如图 LB 及HB曲线 CE型喷嘴的线型用三次方程设计 : R =α0 +α1 x +α2 x

2 +α2 x

3 式中 : a0 ……a3 都是常数 ,其值由下列条件确定 : x = 0, R = Di /2;

dR /dx = 0;

x = L, R =De /2;

dR /dx =

0 R = Di

2 -

3 2 (Di - De ) x L

2 + (Di - De ) x L

3 长度 L与Di 及De 均无关 ,在进出口处均有一 等断面 ,其长度分别为 Re 和Re /2 收缩后四种喷嘴出口断面上的时均流速分布均 匀,CE型喷嘴的边界层最薄 ,紊动强度最低.而在 卷吸能力上 HB和LB型较强. 在实际工作中人们为了增强射流的卷吸和掺混 作用 ,设法使射流在喷射时旋转起来 ,这样出射后不 仅有纵向速度而且有径向和切向的分速 ,形成所谓 的旋动射流 Swirling Jets . 旋动射流的形成一般都需要在喷口的上游采用 一定的加旋措施 :采用切线注入法 ,改变切向注入与 轴向进入喷管内的气流比例来调节旋度 ;

采用固定 导叶加旋法 ,因叶面附近流动较慢 ,导叶对流动的干 扰作用小 ,出口紊动度低 ,属势流涡 ;

采用管内导流 法 ,在喷管内装斜叶导流.

3 喷射泵的设计计算 不管液 ― 液喷射泵、 汽―液喷射泵还是蒸汽喷 射泵 ,其工作原理是相同的 ,其设计都必须遵循三个 最基本的定律 :即质量守恒定律、 能量守恒和动量守 恒定律 图4喷射泵工作示意图 3.

1 喷射泵的特性曲线方程 根据三定律推导出圆柱形混合室喷射泵 (不可 压缩流体 )的特性曲线方程为 (省略推导过程 ) : ΔP4 ΔPp =φ2

1 fp1 fp3

2 φ2 +

2 φ2

4 -

1 φ2

4 fP1 fH2 q

2 - (2 -φ2

3 ) fP1 f3 (1 + q)

2 (1)

2 5 《 造纸科学与技术 》 2007年第26卷第5期 式中 : φ1 ― 喷嘴的速度系数 ;

φ2 ― 混合室的速度系数 ;

φ3 ― 扩散管的速度系数 φ4 ― 混合室进口的 速度系数 ;

Δp4 = p4 - pH ― 喷射泵的压力 N /m

2 ;

ΔpP = pP - pH ― 工作压力 ,N /m

2 ;

pp ― 喷嘴前工作流体的压力 ,N /m

2 ;

p4 ― 喷射泵扩散管后混合流体的压力 ,N /m

2 ;

pH ― 喷嘴前被引射流体的压力 ,N /m

2 ;

q = MH MP ― 流量比 ;

fH2 = f3 - fp1 ;

fP1 fH1 = fp1 f3 - fp1 = fP1 /f3

1 - fp1 f3 ;

m = f3 fp1 ― 喷射泵的面积比 ;

MH ― 被引射 流体的质量流量 ;

MP ― 喷射流体的质量流量 ;

fp1 ― 喷嘴出口截面积 ;

f3 ― 混合室出口截面积 ;

fH2 ― 被引射流体进入混合室的截面积 根据大量的试验研究 ,推荐的速度系数值为 : φ1 = 0. 95,φ2 = 0. 975,φ3 = 0. 9, φ4 = 0.

925 3.

2 喷射泵最优面积比的确定 当工作压力 ΔPp = pp - pH和流量比 q = MH MP 给定 时 ;

对式 (1)求导 :即令 求得 : d (ΔP4 ) /d (fp1 /f3 ) = 0求得 : f3 fp1 opt = (2 -φ2

3 ) (1 + q)

2 -

2 φ2 -

1 φ2

4 nq

2 φ2 (2) 式(2)中N=f3 fH2 = f3 f3 - fp1 = f3 /fp1 f3 /fp1 -

1 3.

3 喷射泵特征尺寸的确定 喷嘴出口面积 : fp1 = Mp φ1 vp

2 ΔPP m

2 ,其中 ν p为 喷射流体的比容 ,m

3 /kg 喷嘴的直径 : dp1 =

4 π fp1 m 混合室面积 : f3 = f3 fp1 opt fp1 m

2 , 混合室直径 : d3 =

4 π f3 m 混合室长度 : lⅡ6~8) d3 扩散管长度 : lⅢ - Ⅳ =