水环泵旋涡泵喷射泵学习教案.pptx

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1、会计学1水环泵旋涡泵喷射泵水环泵旋涡泵喷射泵第一页，共52页。3.3.吸排原理：水环泵的工作原理吸排原理：水环泵的工作原理吸排原理：水环泵的工作原理吸排原理：水环泵的工作原理(以单作用为例以单作用为例以单作用为例以单作用为例)当叶当叶当叶当叶轮回转时，泵壳内的工作水被带动回转，形成一个轮回转时，泵壳内的工作水被带动回转，形成一个轮回转时，泵壳内的工作水被带动回转，形成一个轮回转时，泵壳内的工作水被带动回转，形成一个紧贴泵壳内壁的水环。水环内表面与叶轮轮毂表面紧贴泵壳内壁的水环。水环内表面与叶轮轮毂表面紧贴泵壳内壁的水环。水环内表面与叶轮轮毂表面紧贴泵壳内壁的水环。水环内表面与叶轮轮毂表面及两侧

2、盖之间形成一个月牙形的工作腔室，并由叶及两侧盖之间形成一个月牙形的工作腔室，并由叶及两侧盖之间形成一个月牙形的工作腔室，并由叶及两侧盖之间形成一个月牙形的工作腔室，并由叶片分隔成若干个互不相通的工作小腔。由于片分隔成若干个互不相通的工作小腔。由于片分隔成若干个互不相通的工作小腔。由于片分隔成若干个互不相通的工作小腔。由于(yuy)(yuy)叶轮和泵壳是偏心布置，这些封闭空间的容积在回叶轮和泵壳是偏心布置，这些封闭空间的容积在回叶轮和泵壳是偏心布置，这些封闭空间的容积在回叶轮和泵壳是偏心布置，这些封闭空间的容积在回转一周中经历着由小到大，又由大到小的变化，遂转一周中经历着由小到大，又由大到小的变

3、化，遂转一周中经历着由小到大，又由大到小的变化，遂转一周中经历着由小到大，又由大到小的变化，遂从端盖上的吸、排液口进行吸入和排出。图示从端盖上的吸、排液口进行吸入和排出。图示从端盖上的吸、排液口进行吸入和排出。图示从端盖上的吸、排液口进行吸入和排出。图示 除上述单作用水环泵外，如将泵腔做成椭圆，并除上述单作用水环泵外，如将泵腔做成椭圆，并除上述单作用水环泵外，如将泵腔做成椭圆，并除上述单作用水环泵外，如将泵腔做成椭圆，并将叶轮同心地安装在椭圆形泵壳中，则叶轮每转一将叶轮同心地安装在椭圆形泵壳中，则叶轮每转一将叶轮同心地安装在椭圆形泵壳中，则叶轮每转一将叶轮同心地安装在椭圆形泵壳中，则叶轮每转一

4、周就会产生两次吸、排作用，这就构成了一周就会产生两次吸、排作用，这就构成了一周就会产生两次吸、排作用，这就构成了一周就会产生两次吸、排作用，这就构成了一 双作用双作用双作用双作用水环泵。初次起动前，应先打开引水漏斗上的旋塞，水环泵。初次起动前，应先打开引水漏斗上的旋塞，水环泵。初次起动前，应先打开引水漏斗上的旋塞，水环泵。初次起动前，应先打开引水漏斗上的旋塞，向水环泵内灌水。向水环泵内灌水。向水环泵内灌水。向水环泵内灌水。第2页/共52页第二页，共52页。4.4.水环泵的应用场合：水环泵属容积型泵，它主要用水环泵的应用场合：水环泵属容积型泵，它主要用水环泵的应用场合：水环泵属容积型泵，它主要用

5、水环泵的应用场合：水环泵属容积型泵，它主要用来排送气体来排送气体来排送气体来排送气体(qt)(qt)或气液混合物，因具有抽真空的能或气液混合物，因具有抽真空的能或气液混合物，因具有抽真空的能或气液混合物，因具有抽真空的能力，故常用为自吸离心泵的引水装置。力，故常用为自吸离心泵的引水装置。力，故常用为自吸离心泵的引水装置。力，故常用为自吸离心泵的引水装置。三、水环泵的工作（性能）特点三、水环泵的工作（性能）特点三、水环泵的工作（性能）特点三、水环泵的工作（性能）特点 图示图示图示图示1.1.理论流量主要取决于叶轮的尺寸和转速。理论流量主要取决于叶轮的尺寸和转速。理论流量主要取决于叶轮的尺寸和转速

6、。理论流量主要取决于叶轮的尺寸和转速。2.2.抽吸能力强。单级泵可达最高极限真空压力为抽吸能力强。单级泵可达最高极限真空压力为抽吸能力强。单级泵可达最高极限真空压力为抽吸能力强。单级泵可达最高极限真空压力为30mmHg30mmHg。3.3.效率低。抽送气体效率低。抽送气体效率低。抽送气体效率低。抽送气体(qt)(qt)时约时约时约时约30305050，若抽送，若抽送，若抽送，若抽送液体不大于液体不大于液体不大于液体不大于2020，故一般不用来输送液体。，故一般不用来输送液体。，故一般不用来输送液体。，故一般不用来输送液体。当当当当 x x（压力比）（压力比）（压力比）（压力比）=xr =xr（

7、临界压力比）时，效率最高。（临界压力比）时，效率最高。（临界压力比）时，效率最高。（临界压力比）时，效率最高。4.4.水环真空泵的流量和所能产生的真空度随工作水水环真空泵的流量和所能产生的真空度随工作水水环真空泵的流量和所能产生的真空度随工作水水环真空泵的流量和所能产生的真空度随工作水温增加而减小。原因是工作水温度高水易汽化，反温增加而减小。原因是工作水温度高水易汽化，反温增加而减小。原因是工作水温度高水易汽化，反温增加而减小。原因是工作水温度高水易汽化，反之则相反。之则相反。之则相反。之则相反。第3页/共52页第三页，共52页。5.5.所能达到的压力比所能达到的压力比所能达到的压力比所能达到

8、的压力比 x x（排出与吸入绝对压力（排出与吸入绝对压力（排出与吸入绝对压力（排出与吸入绝对压力之比）取决于叶轮的尺寸和转速。之比）取决于叶轮的尺寸和转速。之比）取决于叶轮的尺寸和转速。之比）取决于叶轮的尺寸和转速。工作时工作时工作时工作时:当当当当 xxr xxr（临界压力比）时，理论流量不变，（临界压力比）时，理论流量不变，（临界压力比）时，理论流量不变，（临界压力比）时，理论流量不变，实际流量随实际流量随实际流量随实际流量随x x增加增加增加增加(zngji)(zngji)而减少；而减少；而减少；而减少；当当当当 x x xr xr 时，流量迅速减少；时，流量迅速减少；时，流量迅速减少；

9、时，流量迅速减少；当当当当x x xmax xmax（极限压力比）时，流量为（极限压力比）时，流量为（极限压力比）时，流量为（极限压力比）时，流量为0 0。见图。见图。见图。见图 无需设安全阀无需设安全阀无需设安全阀无需设安全阀6.6.结构简单，维护方便，工作平稳，噪声小，结构简单，维护方便，工作平稳，噪声小，结构简单，维护方便，工作平稳，噪声小，结构简单，维护方便，工作平稳，噪声小，工作过程接近等温压缩，无直接摩擦的零部件，工作过程接近等温压缩，无直接摩擦的零部件，工作过程接近等温压缩，无直接摩擦的零部件，工作过程接近等温压缩，无直接摩擦的零部件，宜输送易燃易爆与高温下易分解的气体，以及宜输

10、送易燃易爆与高温下易分解的气体，以及宜输送易燃易爆与高温下易分解的气体，以及宜输送易燃易爆与高温下易分解的气体，以及气液混合物，但不宜输送含颗粒杂质的混合液。气液混合物，但不宜输送含颗粒杂质的混合液。气液混合物，但不宜输送含颗粒杂质的混合液。气液混合物，但不宜输送含颗粒杂质的混合液。第4页/共52页第四页，共52页。第5页/共52页第五页，共52页。四、水环泵的管理要点四、水环泵的管理要点四、水环泵的管理要点四、水环泵的管理要点1)1)叶轮与端盖间的端面间隙直接影响泵的容叶轮与端盖间的端面间隙直接影响泵的容叶轮与端盖间的端面间隙直接影响泵的容叶轮与端盖间的端面间隙直接影响泵的容积积积积(rng

11、j)(rngj)效率，一般应维持在效率，一般应维持在效率，一般应维持在效率，一般应维持在0.10.10.25mm0.25mm；2)2)水环泵中水环起能量传递、密封、冷却等水环泵中水环起能量传递、密封、冷却等水环泵中水环起能量传递、密封、冷却等水环泵中水环起能量传递、密封、冷却等作用，工作水易汽化与泄漏，故在运行中应作用，工作水易汽化与泄漏，故在运行中应作用，工作水易汽化与泄漏，故在运行中应作用，工作水易汽化与泄漏，故在运行中应连续不断地补充工作水；连续不断地补充工作水；连续不断地补充工作水；连续不断地补充工作水；3)3)水环泵不宜长时间封闭运行，以防工作水水环泵不宜长时间封闭运行，以防工作水水

12、环泵不宜长时间封闭运行，以防工作水水环泵不宜长时间封闭运行，以防工作水温度升高发生过热。温度升高发生过热。温度升高发生过热。温度升高发生过热。第6页/共52页第六页，共52页。第7页/共52页第七页，共52页。第8页/共52页第八页，共52页。第9页/共52页第九页，共52页。第四章第四章 旋涡泵旋涡泵 利用叶轮高速回转，带动液体在叶片和利用叶轮高速回转，带动液体在叶片和泵壳两侧环形槽道间做螺旋运动，多次从泵壳两侧环形槽道间做螺旋运动，多次从叶轮获取能量的泵。属于动力叶轮式泵。叶轮获取能量的泵。属于动力叶轮式泵。4-1 4-1 旋涡泵的结构和工作原理旋涡泵的结构和工作原理一、旋涡泵的结构类型一

13、、旋涡泵的结构类型 分为开式旋分为开式旋涡泵和闭式旋涡泵两大类。涡泵和闭式旋涡泵两大类。按叶轮型式分为开式叶轮旋涡泵和闭式叶按叶轮型式分为开式叶轮旋涡泵和闭式叶轮旋涡泵；见下图轮旋涡泵；见下图按流道型式分为开式（见第按流道型式分为开式（见第2 2图）流道旋涡图）流道旋涡泵和闭式流道旋涡泵（见第泵和闭式流道旋涡泵（见第3 3图）。图）。一般是以叶轮的形式一般是以叶轮的形式(xngsh)(xngsh)进行进行命名的：开式旋涡泵具有开式叶轮与闭式命名的：开式旋涡泵具有开式叶轮与闭式流道（见第流道（见第4 4图）图），闭式旋涡泵具有闭式，闭式旋涡泵具有闭式叶轮与开式流道。叶轮与开式流道。第10页/共5

14、2页第十页，共52页。第11页/共52页第十一页，共52页。闭式叶轮闭式叶轮(yln)开式流道开式流道第12页/共52页第十二页，共52页。旋涡泵的闭式流道旋涡泵的闭式流道第13页/共52页第十三页，共52页。第14页/共52页第十四页，共52页。第15页/共52页第十五页，共52页。二、旋涡泵的工作原理二、旋涡泵的工作原理二、旋涡泵的工作原理二、旋涡泵的工作原理1.1.闭式旋涡泵闭式旋涡泵闭式旋涡泵闭式旋涡泵 见下图见下图见下图见下图 叶片间的液体在旋转时受离心力作用（沿叶叶片间的液体在旋转时受离心力作用（沿叶叶片间的液体在旋转时受离心力作用（沿叶叶片间的液体在旋转时受离心力作用（沿叶片径向

15、流出叶片，沿叶轮旋转方向朝前转），因片径向流出叶片，沿叶轮旋转方向朝前转），因片径向流出叶片，沿叶轮旋转方向朝前转），因片径向流出叶片，沿叶轮旋转方向朝前转），因受泵壳的限制，它们沿环形流道流向两侧，又从受泵壳的限制，它们沿环形流道流向两侧，又从受泵壳的限制，它们沿环形流道流向两侧，又从受泵壳的限制，它们沿环形流道流向两侧，又从根部进入后续根部进入后续根部进入后续根部进入后续(hux)(hux)旋转的叶片间。如此反旋转的叶片间。如此反旋转的叶片间。如此反旋转的叶片间。如此反复，多次进入和离开叶轮，获取和转化能量，直复，多次进入和离开叶轮，获取和转化能量，直复，多次进入和离开叶轮，获取和转化能量

16、，直复，多次进入和离开叶轮，获取和转化能量，直到从排出口排出为止。到从排出口排出为止。到从排出口排出为止。到从排出口排出为止。1.1.基本组成：叶轮是一个等厚的圆盘，外周径向基本组成：叶轮是一个等厚的圆盘，外周径向基本组成：叶轮是一个等厚的圆盘，外周径向基本组成：叶轮是一个等厚的圆盘，外周径向布置很多短直叶片成一叶片圈。见下图叶片多为布置很多短直叶片成一叶片圈。见下图叶片多为布置很多短直叶片成一叶片圈。见下图叶片多为布置很多短直叶片成一叶片圈。见下图叶片多为20204848片之间。泵壳是由与叶片圈相对的部位则片之间。泵壳是由与叶片圈相对的部位则片之间。泵壳是由与叶片圈相对的部位则片之间。泵壳是

17、由与叶片圈相对的部位则形成比叶轮宽大的、等截面环形槽，由吸入口开形成比叶轮宽大的、等截面环形槽，由吸入口开形成比叶轮宽大的、等截面环形槽，由吸入口开形成比叶轮宽大的、等截面环形槽，由吸入口开到排出口，并在吸排口之间用隔块隔断，也称隔到排出口，并在吸排口之间用隔块隔断，也称隔到排出口，并在吸排口之间用隔块隔断，也称隔到排出口，并在吸排口之间用隔块隔断，也称隔舌。泵轴与叶轮用键固定。舌。泵轴与叶轮用键固定。舌。泵轴与叶轮用键固定。舌。泵轴与叶轮用键固定。第16页/共52页第十六页，共52页。第17页/共52页第十七页，共52页。第18页/共52页第十八页，共52页。第19页/共52页第十九页，共5

18、2页。纵向旋涡形成原理纵向旋涡形成原理纵向旋涡形成原理纵向旋涡形成原理 环形流道中液体的圆周速度环形流道中液体的圆周速度环形流道中液体的圆周速度环形流道中液体的圆周速度(sd)(sd)小于叶轮的圆小于叶轮的圆小于叶轮的圆小于叶轮的圆周速度周速度周速度周速度(sd)(sd)，使得流道中液体产生的离心力小于，使得流道中液体产生的离心力小于，使得流道中液体产生的离心力小于，使得流道中液体产生的离心力小于叶轮中液体的离心力，液体就会从叶片间甩出，迫叶轮中液体的离心力，液体就会从叶片间甩出，迫叶轮中液体的离心力，液体就会从叶片间甩出，迫叶轮中液体的离心力，液体就会从叶片间甩出，迫使流道中的液体产生向心流

19、动，再次从叶片根部进使流道中的液体产生向心流动，再次从叶片根部进使流道中的液体产生向心流动，再次从叶片根部进使流道中的液体产生向心流动，再次从叶片根部进入叶片之间形成了纵向旋涡（螺旋线）。入叶片之间形成了纵向旋涡（螺旋线）。入叶片之间形成了纵向旋涡（螺旋线）。入叶片之间形成了纵向旋涡（螺旋线）。运动轨迹运动轨迹运动轨迹运动轨迹 相对于叶轮是后退的螺旋线，相对于泵壳是前进相对于叶轮是后退的螺旋线，相对于泵壳是前进相对于叶轮是后退的螺旋线，相对于泵壳是前进相对于叶轮是后退的螺旋线，相对于泵壳是前进的螺旋线。见下图的螺旋线。见下图的螺旋线。见下图的螺旋线。见下图第20页/共52页第二十页，共52页。

20、第21页/共52页第二十一页，共52页。闭式旋涡泵特点 效率较高，可达3545。但因这种泵入口处的液流是从叶轮外缘进入叶间，该处园周速度较大，且液流情况复杂，速度分布不均，故闭式旋涡泵汽蚀性能(xngnng)差,汽蚀余量必须大一些。此外，泵吸入气体时，气体密度小，会聚集在叶片的根部，以致在转到流道出口时不易排出，又经过隔舌被带回吸入端，故闭式旋涡泵一般不能抽送气液混合物，也无自吸能力。要使其能够自吸，必须在排出端设气液分离室，并没回液口使分离室中分离出来白液体能在排出端挤入叶片根部驱赶气体，然后又被带回吸入端重新裹携气体（详见本章第三书离心旋涡泵）。闭式旋涡泵多为单级或二级。第22页/共52页

21、第二十二页，共52页。2.2.开式旋涡泵工作原理开式旋涡泵工作原理开式旋涡泵工作原理开式旋涡泵工作原理 见下图见下图见下图见下图开式旋涡泵特点：液流进入叶轮处叶片的圆周开式旋涡泵特点：液流进入叶轮处叶片的圆周开式旋涡泵特点：液流进入叶轮处叶片的圆周开式旋涡泵特点：液流进入叶轮处叶片的圆周(yunzhu)(yunzhu)速度较小，汽蚀性能比闭式旋涡泵速度较小，汽蚀性能比闭式旋涡泵速度较小，汽蚀性能比闭式旋涡泵速度较小，汽蚀性能比闭式旋涡泵好。采用闭式流道的开式旋涡泵只要将吸、排好。采用闭式流道的开式旋涡泵只要将吸、排好。采用闭式流道的开式旋涡泵只要将吸、排好。采用闭式流道的开式旋涡泵只要将吸、排

22、口朝上安装，并在初次起动前向柬内灌满液体，口朝上安装，并在初次起动前向柬内灌满液体，口朝上安装，并在初次起动前向柬内灌满液体，口朝上安装，并在初次起动前向柬内灌满液体，就具有自吸和抽送气液混合物的能力。采用闭就具有自吸和抽送气液混合物的能力。采用闭就具有自吸和抽送气液混合物的能力。采用闭就具有自吸和抽送气液混合物的能力。采用闭式流道虽然能够排送气体和提高泵的自吸能力，式流道虽然能够排送气体和提高泵的自吸能力，式流道虽然能够排送气体和提高泵的自吸能力，式流道虽然能够排送气体和提高泵的自吸能力，但因液体必须在排出口处急剧地改变运动方向，但因液体必须在排出口处急剧地改变运动方向，但因液体必须在排出口

23、处急剧地改变运动方向，但因液体必须在排出口处急剧地改变运动方向，并克服离心力做功，故能量损失较大，以致使并克服离心力做功，故能量损失较大，以致使并克服离心力做功，故能量损失较大，以致使并克服离心力做功，故能量损失较大，以致使泵的总效率仅为泵的总效率仅为泵的总效率仅为泵的总效率仅为20203535。开式旋涡泵也可以采用吸入端为闭式，排开式旋涡泵也可以采用吸入端为闭式，排开式旋涡泵也可以采用吸入端为闭式，排开式旋涡泵也可以采用吸入端为闭式，排出端为普通开式的流道，以保持较高的效率。出端为普通开式的流道，以保持较高的效率。出端为普通开式的流道，以保持较高的效率。出端为普通开式的流道，以保持较高的效率

24、。第23页/共52页第二十三页，共52页。第24页/共52页第二十四页，共52页。采用吸入端为闭式，排出端为普通开式流道，会使采用吸入端为闭式，排出端为普通开式流道，会使它失去自吸能力。为了既保持自吸能力，同时又尽量减它失去自吸能力。为了既保持自吸能力，同时又尽量减少排出端的水力损失，可采用向心开式流道的形式，少排出端的水力损失，可采用向心开式流道的形式，（见上图（见上图b b）这样泵的效率可提高到）这样泵的效率可提高到27273535。另外一。另外一种折衷的办法是在排出端采用开式流道并附加辅助闭式种折衷的办法是在排出端采用开式流道并附加辅助闭式流道，流道，（见上图（见上图C C），即在主流道

25、的排出端让大部分液），即在主流道的排出端让大部分液体从排出口体从排出口a a排出，而使其余的一部分液体进入辅助闭排出，而使其余的一部分液体进入辅助闭式流道式流道c c，以便让这部分液体能够在辅流道的末端进人，以便让这部分液体能够在辅流道的末端进人叶片间，把气体从泵体侧面与压出室相通的气体压出口叶片间，把气体从泵体侧面与压出室相通的气体压出口b b排出。开式旋涡泵可做成单级，也可做成径向剖的分排出。开式旋涡泵可做成单级，也可做成径向剖的分段段(fn dun)(fn dun)式多级，最多可至式多级，最多可至6 6级。级。旋涡泵内部的漏泄途径主要是叶轮端面与泵体和泵旋涡泵内部的漏泄途径主要是叶轮端面

26、与泵体和泵盖之间的轴向间隙。盖之间的轴向间隙。第25页/共52页第二十五页，共52页。旋涡泵的工作特点：旋涡泵的工作特点：(1)结构简单，重量轻、体积小，制造和维结构简单，重量轻、体积小，制造和维修方便。修方便。(2)在相同的叶轮直径和转速下在相同的叶轮直径和转速下,旋涡泵的旋涡泵的扬程比离心泵高扬程比离心泵高24倍。适用于小流量、倍。适用于小流量、高压头的场合。高压头的场合。(3)泵的特性曲线泵的特性曲线(qxin)比离心泵要陡斜比离心泵要陡斜得多。得多。H 随随Q 得增加而下降，得增加而下降，Q 大，流道大，流道内的圆周速度就大，减弱了形成纵旋涡的内的圆周速度就大，减弱了形成纵旋涡的能力，

27、所以能力，所以H 低。低。流道中的圆周速度越流道中的圆周速度越小，纵向旋涡越强，泵的小，纵向旋涡越强，泵的压头也就越高。见图压头也就越高。见图第26页/共52页第二十六页，共52页。(5)(5)闭式旋涡泵不具有自吸能力，可借助于简单装设气水分闭式旋涡泵不具有自吸能力，可借助于简单装设气水分离室来实现自吸。开式旋涡泵具有自吸能力，但初次使用泵离室来实现自吸。开式旋涡泵具有自吸能力，但初次使用泵内部必须灌满液体。开式旋涡泵能排送汽液混合物，适于抽内部必须灌满液体。开式旋涡泵能排送汽液混合物，适于抽送含气体的易挥发液体和饱和压力送含气体的易挥发液体和饱和压力(yl)(yl)很高的高温液体。很高的高温

28、液体。(6)(6)效率较低，效率较低，般为般为20502050。故功率一般不大。故功率一般不大(40KW)40KW)。这是因为液体多次进出叶轮，并在流道内产生旋涡，撞击。这是因为液体多次进出叶轮，并在流道内产生旋涡，撞击损失和摩擦损失都很大，内部漏泄也很多。闭式旋涡泵损失和摩擦损失都很大，内部漏泄也很多。闭式旋涡泵=35=3545%45%开式旋涡泵开式旋涡泵=20=2035%35%。旋涡泵适旋涡泵适 用用 场场 合：合：适于小流量、高扬程、功率较小和需适于小流量、高扬程、功率较小和需要自吸的场合。在船上，旋涡泵常用作辅助锅炉或压力要自吸的场合。在船上，旋涡泵常用作辅助锅炉或压力(yl)(yl)

29、水柜的给水泵、中小型柴油机的冷却水泵、汽油驳运水柜的给水泵、中小型柴油机的冷却水泵、汽油驳运泵，此外，也可用作小船的消防泵等。泵，此外，也可用作小船的消防泵等。第27页/共52页第二十七页，共52页。三、离心旋涡泵三、离心旋涡泵三、离心旋涡泵三、离心旋涡泵 工作特点工作特点工作特点工作特点(tdin)(tdin)解决自解决自解决自解决自吸、低流量高扬程的排水问题以及提高允许吸程。吸、低流量高扬程的排水问题以及提高允许吸程。吸、低流量高扬程的排水问题以及提高允许吸程。吸、低流量高扬程的排水问题以及提高允许吸程。第28页/共52页第二十八页，共52页。第五章第五章第五章第五章 喷射泵喷射泵喷射泵喷

30、射泵种种种种 类：按工作流体的种类，可分为液体射流类：按工作流体的种类，可分为液体射流类：按工作流体的种类，可分为液体射流类：按工作流体的种类，可分为液体射流泵和气体射流泵泵和气体射流泵泵和气体射流泵泵和气体射流泵(喷射泵喷射泵喷射泵喷射泵)两种。两种。两种。两种。用用用用 途以水为工作流体的称水喷射泵，以蒸汽途以水为工作流体的称水喷射泵，以蒸汽途以水为工作流体的称水喷射泵，以蒸汽途以水为工作流体的称水喷射泵，以蒸汽为工作流体的称蒸汽喷射泵。常用做冷凝器和为工作流体的称蒸汽喷射泵。常用做冷凝器和为工作流体的称蒸汽喷射泵。常用做冷凝器和为工作流体的称蒸汽喷射泵。常用做冷凝器和海水淡化装置等的真空

31、泵及锅炉给水泵、扫舱海水淡化装置等的真空泵及锅炉给水泵、扫舱海水淡化装置等的真空泵及锅炉给水泵、扫舱海水淡化装置等的真空泵及锅炉给水泵、扫舱泵、舱底水泵等。泵、舱底水泵等。泵、舱底水泵等。泵、舱底水泵等。第一节第一节第一节第一节 水射水泵水射水泵水射水泵水射水泵1.1.1.1.结构组成：喷嘴、吸入室、混合室和扩压结构组成：喷嘴、吸入室、混合室和扩压结构组成：喷嘴、吸入室、混合室和扩压结构组成：喷嘴、吸入室、混合室和扩压室见下室见下室见下室见下2 2 2 2图图图图2.2.2.2.工作原理：当具有一定压力的工作流体通工作原理：当具有一定压力的工作流体通工作原理：当具有一定压力的工作流体通工作原理

32、：当具有一定压力的工作流体通过喷嘴以一定速度喷出时，在喷嘴出口周围形过喷嘴以一定速度喷出时，在喷嘴出口周围形过喷嘴以一定速度喷出时，在喷嘴出口周围形过喷嘴以一定速度喷出时，在喷嘴出口周围形成低压成低压成低压成低压(dy)(dy)(dy)(dy)，将被输送介质吸入。然后和工，将被输送介质吸入。然后和工，将被输送介质吸入。然后和工，将被输送介质吸入。然后和工作流体混合，这时工作流体的速度减小，被输作流体混合，这时工作流体的速度减小，被输作流体混合，这时工作流体的速度减小，被输作流体混合，这时工作流体的速度减小，被输送介质的速度增加，两股流体在喉管内混合并送介质的速度增加，两股流体在喉管内混合并送介

33、质的速度增加，两股流体在喉管内混合并送介质的速度增加，两股流体在喉管内混合并进行能量交换，从而获得其动能和热能进行能量交换，从而获得其动能和热能进行能量交换，从而获得其动能和热能进行能量交换，从而获得其动能和热能(工作工作工作工作介质为蒸介质为蒸介质为蒸介质为蒸第29页/共52页第二十九页，共52页。第30页/共52页第三十页，共52页。第31页/共52页第三十一页，共52页。汽的情况汽的情况)，并在截面逐渐增大的扩压器中大部分动能转换为压，并在截面逐渐增大的扩压器中大部分动能转换为压力能，使压力进一步提高，最后经排出管排出。力能，使压力进一步提高，最后经排出管排出。喷喷 嘴：喷嘴采用收缩圆锥

34、形、流线形和孔板等形式，出口处有嘴：喷嘴采用收缩圆锥形、流线形和孔板等形式，出口处有一圆柱段长度为喷孔直径的一圆柱段长度为喷孔直径的0.250.25倍，使射流从喷嘴喷出时保持倍，使射流从喷嘴喷出时保持一定的方向。喷嘴的作用一定的方向。喷嘴的作用(zuyng)(zuyng)是把工作水流的压力能转变是把工作水流的压力能转变为动能。喷嘴引起的水力损失称为喷嘴损失。为动能。喷嘴引起的水力损失称为喷嘴损失。通常，由离心泵供应工作压力通常，由离心泵供应工作压力PpPp为为 0.3 0.31.5 MPa1.5 MPa的工作水流，的工作水流，经喷嘴射入吸入室，压力降到吸入压力经喷嘴射入吸入室，压力降到吸入压力

35、psps，从而将压力能转换，从而将压力能转换为动能，在喷嘴出口形成流速为动能，在喷嘴出口形成流速v1v1可达可达 25 2550 m50 ms s的射流。工作的射流。工作水体积流量水体积流量QPQP主要取决于工作压降（主要取决于工作压降（PPPPPSPS）和喷嘴出口孔）和喷嘴出口孔径径d1d1，即：，即：式中：式中：喷嘴的速度系数，通常取喷嘴的速度系数，通常取 0 09797。第32页/共52页第三十二页，共52页。吸入室：吸入室：喷嘴后的射流流束由于喷嘴后的射流流束由于(yuy)其外围部分逐渐与周围介质掺混，其外围部分逐渐与周围介质掺混，使保持使保持V1流速的流核区逐渐缩小，以至最流速的流核

36、区逐渐缩小，以至最终消失，形同收缩的圆锥体；与此同时，终消失，形同收缩的圆锥体；与此同时，流束的边界层在射流方向则逐渐扩大，使流束的边界层在射流方向则逐渐扩大，使流束形成扩张的圆锥体。边界层的流束在流束形成扩张的圆锥体。边界层的流束在内表面处与流核区的流速相同，并沿径向内表面处与流核区的流速相同，并沿径向递减，在其外表面处则与周围介质的流速递减，在其外表面处则与周围介质的流速相等。当这圆锥体状的流束与混合室的壁相等。当这圆锥体状的流束与混合室的壁面相遇后，流束的横截面积就不再扩大。面相遇后，流束的横截面积就不再扩大。这时，横截面上的流束分布很不均匀。这时，横截面上的流束分布很不均匀。混合室混合

37、室 又称喉管：混合室的作用就在于使又称喉管：混合室的作用就在于使流体充分的进行动量交换，以使其出口外流体充分的进行动量交换，以使其出口外的液流速度尽可能趋于均匀。实验表明，的液流速度尽可能趋于均匀。实验表明，进入扩压室时的液流速度越均匀，扩压室进入扩压室时的液流速度越均匀，扩压室中的能量损失就越小。中的能量损失就越小。第33页/共52页第三十三页，共52页。混合室通常做成圆柱形或者是圆锥形与圆柱形的组合混合室通常做成圆柱形或者是圆锥形与圆柱形的组合形式。当混合室进口部分做成圆锥形时，其进口能量损失形式。当混合室进口部分做成圆锥形时，其进口能量损失最小。混合室长度过短，会使出口速度不均，这样，扩

38、压最小。混合室长度过短，会使出口速度不均，这样，扩压室中的流动损失就会增大；而混合室长度过长，不仅没有室中的流动损失就会增大；而混合室长度过长，不仅没有必要，还会使摩擦损失增加。混合室的长度通常为其圆柱必要，还会使摩擦损失增加。混合室的长度通常为其圆柱段直径线的段直径线的67倍。倍。混合室圆柱段的截面积混合室圆柱段的截面积f3与喷嘴出口的截面积与喷嘴出口的截面积f1之比之比称为喉嘴面积比（简称面积比），用称为喉嘴面积比（简称面积比），用m表示。表示。m=圆柱段的截面积圆柱段的截面积f3/喷嘴出口的截面积喷嘴出口的截面积f1喉嘴面积比是决定喷射泵性能的最重要尺寸参数。实际应喉嘴面积比是决定喷射泵

39、性能的最重要尺寸参数。实际应用的水射水泵用的水射水泵(shubng)m约在约在0525范围内。范围内。第34页/共52页第三十四页，共52页。喷嘴出口至混合室进口截面的距离喷嘴出口至混合室进口截面的距离LC叫喉嘴距，它对水射水泵的工作性能也有较叫喉嘴距，它对水射水泵的工作性能也有较大影响。大影响。LC太大时，由于与壁面相交前的流来太长，被引射进入混合室的流量就太多，以太大时，由于与壁面相交前的流来太长，被引射进入混合室的流量就太多，以致不能将其增压到足够的排出压力，混合室外周就会出现倒流现象，便能量致不能将其增压到足够的排出压力，混合室外周就会出现倒流现象，便能量(nngling)损失增加；损

40、失增加；LC大小时，又会使混合室的有效长度缩短，不能充分进行动量交换，以使流束的大小时，又会使混合室的有效长度缩短，不能充分进行动量交换，以使流束的流速更趋均匀，也同样会使能量流速更趋均匀，也同样会使能量(nngling)损失增加。最佳喉嘴距太大致可按损失增加。最佳喉嘴距太大致可按0.5m1/2选取，一般多在（选取，一般多在（0.52）d1范围内。范围内。混合室的水力损失除混合室进口损失、混合室摩擦损失外，最主要的是混合损失。混合室的水力损失除混合室进口损失、混合室摩擦损失外，最主要的是混合损失。它是速度相差很大的工作流体和被引射流体在混合过程中进行动量交换而引起的能量它是速度相差很大的工作流

41、体和被引射流体在混合过程中进行动量交换而引起的能量(nngling)损失，是喷射泵的主要能量损失，是喷射泵的主要能量(nngling)损失之一。损失之一。第35页/共52页第三十五页，共52页。扩压室又称扩散室扩压室又称扩散室扩压室又称扩散室扩压室又称扩散室 ：扩压室一般采用一段均匀扩散的锥管，扩散扩压室一般采用一段均匀扩散的锥管，扩散扩压室一般采用一段均匀扩散的锥管，扩散扩压室一般采用一段均匀扩散的锥管，扩散角为角为角为角为5588，也可采用分段扩散，扩散角分别为，也可采用分段扩散，扩散角分别为，也可采用分段扩散，扩散角分别为，也可采用分段扩散，扩散角分别为22、44、1313。它的作用是使

42、液流在其中降低流。它的作用是使液流在其中降低流。它的作用是使液流在其中降低流。它的作用是使液流在其中降低流速，增加压力，从而将动能转换为压力能。实验速，增加压力，从而将动能转换为压力能。实验速，增加压力，从而将动能转换为压力能。实验速，增加压力，从而将动能转换为压力能。实验证明，扩压室的扩张证明，扩压室的扩张证明，扩压室的扩张证明，扩压室的扩张(kuzhng)(kuzhng)角做成角做成角做成角做成881010时，扩压过程的能量损失最小。时，扩压过程的能量损失最小。时，扩压过程的能量损失最小。时，扩压过程的能量损失最小。3.3.水射水泵的性能水射水泵的性能水射水泵的性能水射水泵的性能水射水泵的

43、特性曲线水射水泵的特性曲线水射水泵的特性曲线水射水泵的特性曲线 水射水泵的特性通常用无水射水泵的特性通常用无水射水泵的特性通常用无水射水泵的特性通常用无固次特性曲线来表示。它所使用的无因次量是：固次特性曲线来表示。它所使用的无因次量是：固次特性曲线来表示。它所使用的无因次量是：固次特性曲线来表示。它所使用的无因次量是：流量比流量比流量比流量比 u u（亦称引射系数）和扬程比（亦称引射系数）和扬程比（亦称引射系数）和扬程比（亦称引射系数）和扬程比 h h。流量比流量比流量比流量比 （引射系数）（引射系数）（引射系数）（引射系数）u u 为：为：为：为：u=Qs/Q p u=Qs/Q p式中：式中

44、：式中：式中：Qs-Qs-被引射流体的体积流量，被引射流体的体积流量，被引射流体的体积流量，被引射流体的体积流量，m3/sm3/s Q p-Q p-工作流体的体积流量，工作流体的体积流量，工作流体的体积流量，工作流体的体积流量，m3/s m3/s当以质量流量表示时，称质量流量比，用当以质量流量表示时，称质量流量比，用当以质量流量表示时，称质量流量比，用当以质量流量表示时，称质量流量比，用umum表表表表示，示，示，示，um=Gs um=GsGpGp第36页/共52页第三十六页，共52页。扬程比扬程比扬程比扬程比h h=H/Hph h=H/Hph h=H/Hph h=H/HpHHHH被引射流体经

45、过泵后所增加的水头，被引射流体经过泵后所增加的水头，被引射流体经过泵后所增加的水头，被引射流体经过泵后所增加的水头，m mm m；HpHpHpHp工作流体与被引射流体进泵时的水头之差，工作流体与被引射流体进泵时的水头之差，工作流体与被引射流体进泵时的水头之差，工作流体与被引射流体进泵时的水头之差，m mm m。流体的位置头和速度头与压力头相比可忽略不流体的位置头和速度头与压力头相比可忽略不流体的位置头和速度头与压力头相比可忽略不流体的位置头和速度头与压力头相比可忽略不计，当工作流体与被引射流体是同一介质时，扬程计，当工作流体与被引射流体是同一介质时，扬程计，当工作流体与被引射流体是同一介质时，

46、扬程计，当工作流体与被引射流体是同一介质时，扬程比即为相对压差。比即为相对压差。比即为相对压差。比即为相对压差。几种面积比几种面积比几种面积比几种面积比m mm m（圆柱（圆柱（圆柱（圆柱(yunzh)(yunzh)(yunzh)(yunzh)段的截面积段的截面积段的截面积段的截面积f3 f3f3 f3与喷嘴与喷嘴与喷嘴与喷嘴出口的截面积出口的截面积出口的截面积出口的截面积f1 f1f1 f1之比）值不同的水射水泵的无因次特之比）值不同的水射水泵的无因次特之比）值不同的水射水泵的无因次特之比）值不同的水射水泵的无因次特性曲线（见下图）性曲线（见下图）性曲线（见下图）性曲线（见下图），它给出了扬

47、程比（相对压差），它给出了扬程比（相对压差），它给出了扬程比（相对压差），它给出了扬程比（相对压差）h h h h、效率、效率、效率、效率 与流量比与流量比与流量比与流量比u u u u（引谢系数）的关系。（引谢系数）的关系。（引谢系数）的关系。（引谢系数）的关系。第37页/共52页第三十七页，共52页。第38页/共52页第三十八页，共52页。对喷射泵来说，泵的效率(xio l)是指同一时间内被引射流体所能得到的能量（有效功率）与工作流体所失去的能量（输入功率）之比。即结论：结论：（1 1）mm值较小时，泵的引射系数（流量比）较小，但值较小时，泵的引射系数（流量比）较小，但所能达到的相对所能达

48、到的相对(xingdu)(xingdu)压差较高，故特性曲线比压差较高，故特性曲线比较陡峭；而较陡峭；而mm值较大时，泵的引射系数较大，但其所值较大时，泵的引射系数较大，但其所能达到的相对能达到的相对(xingdu)(xingdu)压差较小，故特性曲线比较压差较小，故特性曲线比较平坦。平坦。通常认为通常认为mm3 3属高扬程水喷射泵，属高扬程水喷射泵，mm7 7属低扬属低扬程水喷射泵，程水喷射泵，m=3m=37 7属中扬程水喷射泵。属中扬程水喷射泵。第39页/共52页第三十九页，共52页。（2 2）喷射泵的效率很低。喷射泵虽不存在机械损失和容积损）喷射泵的效率很低。喷射泵虽不存在机械损失和容积

49、损失，但其水力损失（包括喷嘴损失、混合室进口损失、混合室失，但其水力损失（包括喷嘴损失、混合室进口损失、混合室摩擦损失、混合损失和扩压室损失）很大。摩擦损失、混合损失和扩压室损失）很大。m m值不同值不同(b tn)(b tn)的喷射泵，其最佳工况的效率及各部的喷射泵，其最佳工况的效率及各部分损失所占的比例也不同分损失所占的比例也不同(b tn)(b tn)。m m值小的泵值小的泵 因其引射的流体流量较小，混合损失也就因其引射的流体流量较小，混合损失也就相对较小，但流体在混合室和扩压室中的流速较大，故混合室相对较小，但流体在混合室和扩压室中的流速较大，故混合室摩擦损失、扩压室损失要大一些，其效

50、率曲线比较陡峭，高效摩擦损失、扩压室损失要大一些，其效率曲线比较陡峭，高效区较窄。区较窄。m m值较大的泵值较大的泵 由于被引射的流体流量较大，混合损失由于被引射的流体流量较大，混合损失较大，但其它损失相对小些，效率曲线比较平坦。较大，但其它损失相对小些，效率曲线比较平坦。对应不同对应不同(b tn)(b tn)的引射系数，存在不同的引射系数，存在不同(b tn)(b tn)的最佳的最佳m m值，采用最佳值，采用最佳m m值的泵效率值的泵效率最高，能达到的相对压差最高，能达到的相对压差也最大。也最大。第40页/共52页第四十页，共52页。在图下部由虚线所画出的包络线，即表示水射水泵在不同引射系