水环泵旋涡泵喷射泵.pptx

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1、二二.水环泵的结构原理水环泵的结构原理1.基本组成：由叶轮（转子）、泵壳（定子）、由叶轮（转子）、泵壳（定子）、端盖等组成。端盖等组成。2.2.装配关系：装配关系：端盖上开有端盖上开有两半月牙形吸、排口两半月牙形吸、排口两半月牙形吸、排口两半月牙形吸、排口。叶轮有若干径向叶片或前弯叶片叶轮有若干径向叶片或前弯叶片(叶片不象叶片泵叶片不象叶片泵的叶片能滑动的叶片能滑动)，当叶轮旋转时，积存在偏心泵壳，当叶轮旋转时，积存在偏心泵壳里的液体受离心力作用，在泵壳内形成水环（以里的液体受离心力作用，在泵壳内形成水环（以水环作为定子）。水环、叶轮轮毂和叶片之间被水环作为定子）。水环、叶轮轮毂和叶片之间被围

2、成封闭空间。围成封闭空间。第1页/共52页3.吸排原理：吸排原理：水环泵的工作原理水环泵的工作原理(以单作用为例以单作用为例)当叶当叶轮回转时，泵壳内的工作水被带动回转，形成一个紧轮回转时，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及两贴泵壳内壁的水环。水环内表面与叶轮轮毂表面及两侧盖之间形成一个侧盖之间形成一个月牙形的工作腔室月牙形的工作腔室，并由叶片分隔，并由叶片分隔成若干个互不相通的工作小腔。成若干个互不相通的工作小腔。由于叶轮和泵壳是偏由于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

3、，又由大到小的变化，遂从端盖上的吸、排液小到大，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。口进行吸入和排出。图示图示 除上述单作用水环泵外，如将泵腔做成椭圆，并将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，则叶轮每转一周就叶轮同心地安装在椭圆形泵壳中，则叶轮每转一周就会产生两次吸、排作用，这就构成了一会产生两次吸、排作用，这就构成了一 双作用水环泵双作用水环泵双作用水环泵双作用水环泵。初次起动前，应先打开引水漏斗上的旋塞，向水环泵初次起动前，应先打开引水漏斗上的旋塞，向水环泵内灌水。内灌水。第2页/共52页4.水环泵的应用场合：水环泵的应用场合：水环

4、泵属容积型泵水环泵属容积型泵，它主要，它主要用来用来排送气体或气液混合物排送气体或气液混合物，因具有抽真空的能力，因具有抽真空的能力，故常用为自吸离心泵的故常用为自吸离心泵的引水装置引水装置。三、水环泵的工作（性能）特点 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。理论流量主要取决于叶轮的尺寸和转速。2 2.抽抽抽抽吸吸吸吸能能能能力力力力强强强强。单级泵可达最高极限真空压力为30mmHg。3.3.效效率率低低。抽送气体时约3050，若抽送液体不大于20，故一般不用来输送液体。当当 x x（压力比）（压力比）=x=xr

5、 r（临界压力比）时，效率最高。（临界压力比）时，效率最高。4.4.水水环环真真空空泵泵的的流流量量和和所所能能产产生生的的真真空空度度随随工工作作水水温温增增加加而减小。而减小。原因是工作水温度高水易汽化，反之则相反。第3页/共52页5.所能达到的压力比 x（排出与吸入绝对压力之比）取决于叶轮的尺寸和转速。取决于叶轮的尺寸和转速。工作时工作时:当当 xxxxr r（临界压力比）时，理论流量不变，实际（临界压力比）时，理论流量不变，实际流量随流量随x x增加而减少；增加而减少；当当 x x x xr r 时，流量迅速减少；时，流量迅速减少；当当x x x xmaxmax （极限压力比）时，流量

6、为（极限压力比）时，流量为0 0。见图见图 无需设安全阀无需设安全阀6.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，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。第4页/共52页第5页/共52页四、水环泵的管理要点四、水环泵的管理要点1)叶轮与端盖间的端面间隙直接影响泵的容积效率，一般应维持在0.10.25mm；2)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，故在运行中应连续不断地补充工作水；3)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。第6页/共52页第7页/共52页第8页/共52页第9页/

7、共52页 第第四四章章 旋涡泵旋涡泵 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，多次从叶轮获取能量的泵。属于从叶轮获取能量的泵。属于动力叶轮式泵动力叶轮式泵。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、一、旋涡泵的结构类型旋涡泵的结构类型 分为开式旋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轮旋涡泵；按叶轮型式分为开式叶轮旋涡泵和闭式叶轮旋涡泵；见见下图下图按流道型式分为开式按流道型式分为开式（见第（见第2图）图）流道旋涡泵和闭式流道旋流道旋涡泵和闭式流道旋涡泵涡泵（见第（见

8、第3图）图）。一般是以叶轮的形式进行命名的：开式旋涡泵开式旋涡泵具有开式叶轮与闭式流道（见第（见第4图）图），闭式旋涡泵闭式旋涡泵具有闭式叶轮与开式流道。第10页/共52页第11页/共52页闭式叶轮开式流道闭式叶轮开式流道第12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14页/共52页第15页/共52页二、旋涡泵的工作原理二、旋涡泵的工作原理1.闭式旋涡泵闭式旋涡泵 见下图见下图 叶片间的液体在旋转时受离心力作用（沿叶片径叶片间的液体在旋转时受离心力作用（沿叶片径向流出叶片，沿叶轮旋转方向朝前转），因受泵壳的向流出叶片，沿叶轮旋转方向朝前转），因受泵壳的限制，它们沿环形流

9、道流向两侧，又从根部进入后续限制，它们沿环形流道流向两侧，又从根部进入后续旋转的叶片间。如此反复，多次进入和离开叶轮，获旋转的叶片间。如此反复，多次进入和离开叶轮，获取和转化能量，直到从排出口排出为止。取和转化能量，直到从排出口排出为止。1.1.基本组成：基本组成：叶轮叶轮是一个等厚的圆盘，外周径向布置是一个等厚的圆盘，外周径向布置很多短直叶片成一叶片圈。很多短直叶片成一叶片圈。见下图见下图叶片多为叶片多为20204848片之片之间。间。泵壳泵壳是由与叶片圈相对的部位则形成比叶轮宽大是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，由吸入口开到排出口，并在吸排的、等截面环形槽，由吸入口开

10、到排出口，并在吸排口之间用隔块隔断，也称口之间用隔块隔断，也称隔舌隔舌。泵轴泵轴与叶轮用键固定。与叶轮用键固定。第16页/共52页第17页/共52页第18页/共52页第19页/共52页纵向旋涡形成纵向旋涡形成原理 环形流道中液体的圆周速度小于叶轮的圆周环形流道中液体的圆周速度小于叶轮的圆周速度，使得流道中液体产生的离心力小于叶轮速度，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动，再次从叶片根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）。部进入叶片之间形成了纵向旋涡（

11、螺旋线）。运动轨迹运动轨迹 相对于叶轮是后退的螺旋线，相对于泵相对于叶轮是后退的螺旋线，相对于泵壳是前进的螺旋线。壳是前进的螺旋线。见下图见下图第20页/共52页第21页/共52页 闭式旋涡泵特点 效率较高，可达效率较高，可达35354545。但。但因这种泵入口处的液流是从叶轮外缘进入叶间，该处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，故闭式旋涡泵闭式旋涡泵汽蚀性能差汽蚀性能差,汽蚀余量必须大一些。此外，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，泵吸入气体时，气体密度小，

12、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，故闭式旋涡泵吸入端，故闭式旋涡泵一般不能抽送气液混合物，也一般不能抽送气液混合物，也无自吸能力无自吸能力。要使其能够自吸，必须在排出端设气液。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。旋涡泵

13、多为单级或二级。第22页/共52页2.开式旋涡泵工作原理 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速度液流进入叶轮处叶片的圆周速度较小，较小，汽蚀性能比闭式旋涡泵好汽蚀性能比闭式旋涡泵好。采用闭式流道的开。采用闭式流道的开式旋涡泵只要将吸、排口朝上安装，并在初次起动前式旋涡泵只要将吸、排口朝上安装，并在初次起动前向柬内灌满液体，就向柬内灌满液体，就具有自吸和抽送气液混合物的能具有自吸和抽送气液混合物的能力力。采用闭式流道虽然能够排送气体和提高泵的自吸。采用闭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能力，但因液体必须在排出口处急剧地改变运动方向，运动

14、方向，并克服离心力做功，故并克服离心力做功，故能量损失较大能量损失较大，以致使泵的，以致使泵的总总效率仅为效率仅为20203535。开式旋涡泵也可以采用吸入端为闭式，排出端为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。普通开式的流道，以保持较高的效率。第23页/共52页第24页/共52页 采用吸入端为闭式，排出端为普通开式流道，会采用吸入端为闭式，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，同时又尽使它失去自吸能力。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量减少排出端的水力损失，可采用向心开式流道的形式，式，（

15、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。另外一种折衷的办法是在排出端采用开式流道并附加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流道，辅助闭式流道，（见上图（见上图C C），即在主流道的排出端，即在主流道的排出端让大部分液体从排出口让大部分液体从排出口a a排出，而使其余的一部分液排出，而使其余的一部分液体进入辅助闭式流道体进入辅助闭式流道c c，以便让这部分液体能够在辅，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相通的气体压出口b b排出。开式旋涡泵可

16、做成单级，排出。开式旋涡泵可做成单级，也可做成径向剖的分段式多级，最多可至也可做成径向剖的分段式多级，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旋涡泵内部的漏泄途径主要是叶轮端面与泵体和泵盖之间的轴向间隙。泵盖之间的轴向间隙。第25页/共52页旋涡泵的工作特点：旋涡泵的工作特点：(1)(1)结构简单，重量轻、体积小，制造和维修方便。结构简单，重量轻、体积小，制造和维修方便。(2)(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,旋涡泵的扬程旋涡泵的扬程比离心比离心泵高泵高2 24 4倍倍。适用于小流量、高压头的场合适用于小流量、高压头的场合。(3)(3)泵的特性曲线

17、比离心泵要陡斜得多。泵的特性曲线比离心泵要陡斜得多。H H 随随Q Q 得增得增加而下降，加而下降，Q Q 大，流道内的圆周速度就大，减弱了形大，流道内的圆周速度就大，减弱了形成纵旋涡的能力，所以成纵旋涡的能力，所以H H 低。低。流道中的圆周速度越流道中的圆周速度越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，泵的小，纵向旋涡越强，泵的小，纵向旋涡越强，泵的压头也就越高。压头也就越高。压头也就越高。压头也就越高。见图见图见图见图第26页/共52页(5)(5)闭式旋涡泵不具有自吸能力闭式旋涡泵不具有自吸能力闭式旋涡泵不具有自吸能力闭式旋涡泵不具有自吸能力，可借助于

18、简单装设，可借助于简单装设气水分离室来实现自吸。气水分离室来实现自吸。开式旋涡泵具有自吸能力开式旋涡泵具有自吸能力开式旋涡泵具有自吸能力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，适于抽送含气体的易挥发液体和饱和压汽液混合物，适于抽送含气体的易挥发液体和饱和压力很高的高温液体。力很高的高温液体。(6)(6)效率较低效率较低，般为般为20205050。故功率一般不大。故功率一般不大(4040KWKW)。这是因为液体多次进出叶轮，并在流道内产生。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

19、，内部漏泄也很多。旋涡，撞击损失和摩擦损失都很大，内部漏泄也很多。闭式闭式旋涡泵旋涡泵=35=3545%45%开式开式旋涡泵旋涡泵=20=2035%35%。旋涡泵旋涡泵适适 用用 场场 合：合：适于适于小流量、高扬程、功率较小流量、高扬程、功率较小流量、高扬程、功率较小流量、高扬程、功率较小和需要自吸的场合小和需要自吸的场合小和需要自吸的场合小和需要自吸的场合。在船上，旋涡泵常用作辅助锅。在船上，旋涡泵常用作辅助锅炉或压力水柜的给水泵、中小型柴油机的冷却水泵、炉或压力水柜的给水泵、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。汽油驳运泵，此外，也可用作小船的消防泵等。第27

20、页/共52页三、离心旋涡泵三、离心旋涡泵 工作特点工作特点解决自吸、低流量高扬解决自吸、低流量高扬程的排水问题以及提高允许吸程。程的排水问题以及提高允许吸程。第28页/共52页第第五五章章 喷射泵喷射泵种种 类：类：按工作流体的种类，可分为液体射流泵和气体按工作流体的种类，可分为液体射流泵和气体射流泵射流泵(喷射泵喷射泵)两种。两种。用用 途途以水为工作流体的称水喷射泵，以蒸汽为工作流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。常用做冷凝器和海水淡化装置等的体的称蒸汽喷射泵。常用做冷凝器和海水淡化装置等的真空泵及锅炉给水泵、扫舱泵、舱底水泵等。真空泵及锅炉给水泵、扫舱泵、舱底水

21、泵等。第一节第一节 水射水泵水射水泵1.结构组成：结构组成：喷嘴、吸入室、混合室和扩压室喷嘴、吸入室、混合室和扩压室见下见下见下见下2 2 2 2图图图图2.工作原理：工作原理：当具有一定压力的工作流体通过喷嘴以当具有一定压力的工作流体通过喷嘴以一定速度喷出一定速度喷出时，在喷嘴出口周围时，在喷嘴出口周围形成低压形成低压，将被输送，将被输送介质介质吸入吸入。然后和工作流体混合，这时工作流体的速度。然后和工作流体混合，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减小，被输送介质的速度增加，两股流体在喉管内混合并进行并进行能量交换能量交换，从而获得其动能和热能，从而获得其动能

22、和热能(工作介质为蒸工作介质为蒸第29页/共52页第30页/共52页第31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，并在截面逐渐增大的扩压器中大部分动能转动能转换为压力能换为压力能，使，使压力压力进一步进一步提高提高，最后经排出管，最后经排出管排出排出。喷喷 嘴：嘴：喷嘴采用收缩圆锥形、流线形和孔板等形式，出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口处有一圆柱段长度为喷孔直径的0.250.25倍，使射流从喷嘴倍，使射流从喷嘴喷出时保持一定的方向。喷出时保持一定的方向。喷嘴的作用是把工作水流的压力喷嘴的作用是把工作水流的压力能转变为动能能转

23、变为动能。喷嘴引起的水力损失称为喷嘴损失。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P Pp p为为 0.30.31.5 MPa1.5 MPa的工作的工作水流，经喷嘴射入吸入室，压力降到吸入压力水流，经喷嘴射入吸入室，压力降到吸入压力p ps s，从而将，从而将压力能转换为动能，在喷嘴出口形成流速压力能转换为动能，在喷嘴出口形成流速v v1 1可达可达 252550 50 m ms s的射流。工作水体积流量的射流。工作水体积流量Q QP P主要取决于工作压降（主要取决于工作压降（P PP PP PS S）和喷嘴出口孔径）和喷嘴出口孔径d d1 1，即：

24、，即：式中：喷嘴的速度系数，通常取 0 09797。第32页/共52页吸入室：吸入室：喷嘴后的射流流束由于其外围部分逐渐与喷嘴后的射流流束由于其外围部分逐渐与周围介质掺混，使保持周围介质掺混，使保持V1流速的流核区逐渐缩小，以流速的流核区逐渐缩小，以至最终消失，形同收缩的圆锥体；与此同时，流束的至最终消失，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，使流束形成扩张的圆边界层在射流方向则逐渐扩大，使流束形成扩张的圆锥体。边界层的流束在内表面处与流核区的流速相同，锥体。边界层的流束在内表面处与流核区的流速相同，并沿径向递减，在其外表面处则与周围介质的流速相并沿径向递减，在其外表面

25、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面相遇后，流等。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。这时，横截面上的流束分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。布很不均匀。混合室混合室 又称喉管又称喉管又称喉管又称喉管：混合室的作用就在于使流体充分混合室的作用就在于使流体充分的进行动量交换，以使其出口外的液流速度尽可能趋的进行动量交换，以使其出口外的液流速度尽可能趋于均匀。实验表明，进入扩压室时的液流速度越均匀，于均匀。实验表明，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。扩压室中的能量损失就越小。第33页/共52页 混合室

26、通常做成圆柱形或者是圆锥形与圆柱形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，其进口能量损失最小。进口能量损失最小。混合室长度过短混合室长度过短，会使，会使出口速出口速度不均度不均，这样，扩压室中的，这样，扩压室中的流动损失流动损失就会就会增大增大；而；而混合室长度过长混合室长度过长，不仅没有必要，还会使，不仅没有必要，还会使摩擦损失摩擦损失增加增加。混合室的长度通常为其圆柱段直径线的混合室的长度通常为其圆柱段直径线的67倍。倍。混合室混合室圆柱段的截面积圆柱段的截面积f3与喷嘴出口的截面积与喷嘴出口的截面积f1

27、之比称为喉嘴面积比（简称面积比），用之比称为喉嘴面积比（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。喉嘴面积比是决定喷射泵性能的最重要尺寸参数。实际应用的水射水泵实际应用的水射水泵m约在约在0525范围内。范围内。第34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叫喉嘴距叫喉嘴距，它，它对水射水泵的工作性能也有较大影响。对水射水泵的工作性能也有较大影响。LC太大时太大时，由于与壁面相交前的流来太长，被引，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

28、，以致不能将其增压到足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，便能够的排出压力，混合室外周就会出现倒流现象，便能量损失增加；量损失增加；LC大小时大小时，又会使混合室的有效长度缩短，不能，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，也同样会使能量损失增加。最佳喉嘴距太大致可按样会使能量损失增加。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、混合室摩擦混合室的水力损失除混合室进口损失、混合室

29、摩擦损失外，最主要的是混合损失。它是速度相差很大的损失外，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损失，是喷射泵的主要能量损失之一。引起的能量损失，是喷射泵的主要能量损失之一。第35页/共52页扩压室扩压室又称又称又称又称扩散室扩散室扩散室扩散室：扩压室一般采用一段均匀扩散的锥管，扩散角为扩压室一般采用一段均匀扩散的锥管，扩散角为5 588，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2 2、4 4、1313。它的作用是使液流在其中降低流速，增加压力，从而将它的作用是使液流在其

30、中降低流速，增加压力，从而将动能转换为压力能动能转换为压力能。实验证明，扩压室的扩张角做成。实验证明，扩压室的扩张角做成881010时，扩压过程的能量时，扩压过程的能量损失最小损失最小。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固次特性曲线来表示。它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：流量比所使用的无因次量是：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 h h。流量比流量比流量比流量比 （引射系数）（引射系数）u u u u 为：为：为：为：u=Qs/Q p

31、u=Qs/Q p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，m m3 3/s/s Q p-Q p-工作流体的体积流量，工作流体的体积流量，m m3 3/s/s当以质量流量表示时，称当以质量流量表示时，称质量流量比，用质量流量比，用质量流量比，用质量流量比，用u u u um m m m表示，表示，表示，表示，u u u um m m m=Gs=Gs=Gs=GsGpGpGpGp第36页/共52页扬程比扬程比h h h=h=H/HH/Hp pHH被引射流体经过泵后所增加的水头，mm；HHp p工作流体与被引射流体进泵时的水头之差，mm。流流体体的的位位置置头头和和速速度度头

32、头与与压压力力头头相相比比可可忽忽略略不不计计，当当工工作作流流体体与与被被引引射射流流体体是是同同一一介介质质时时，扬扬程程比比即即为为相对压差。相对压差。几种面积比mm（圆柱段的截面积圆柱段的截面积f3与喷嘴出口的截与喷嘴出口的截面积面积f1之比）之比）值不同的水射水泵的无因次特性曲线（见下图），它给出了扬程比（相对压差）h h、效率 与流量比u u（引谢系数）的关系。第37页/共52页第38页/共52页 对喷射泵来说，对喷射泵来说，泵的效率泵的效率 是指同一时间内被引射是指同一时间内被引射流体所能得到的能量（有效功率）与工作流体所失去流体所能得到的能量（有效功率）与工作流体所失去的能量（

33、输入功率）之比的能量（输入功率）之比。即。即结论：结论：（1 1）m m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，但所能达到的相对压差较高，故特性曲线比较陡峭；而所能达到的相对压差较高，故特性曲线比较陡峭；而m m值较大时，泵的引射系数较大，但其所能达到的相对值较大时，泵的引射系数较大，但其所能达到的相对压差较小，故特性曲线比较平坦。压差较小，故特性曲线比较平坦。通常认为通常认为m m3 3属高扬程水喷射泵，属高扬程水喷射泵，m m7 7属低扬程属低扬程水喷射泵，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（2 2）喷射

34、泵的效率很低。喷射泵虽不存在机械损失和喷射泵的效率很低。喷射泵虽不存在机械损失和容积损失，但其水力损失（包括喷嘴损失、混合室进容积损失，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）口损失、混合室摩擦损失、混合损失和扩压室损失）很大。很大。m m值不同的喷射泵，其最佳工况的效率及各部分损值不同的喷射泵，其最佳工况的效率及各部分损失所占的比例也不同。失所占的比例也不同。mm值小的泵值小的泵 因其引射的流体流量较小，混合损失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，故混合室摩擦

35、损失、扩压室损失要大一些，其效大，故混合室摩擦损失、扩压室损失要大一些，其效率曲线比较陡峭，高效区较窄。率曲线比较陡峭，高效区较窄。mm值较大的泵值较大的泵 由于被引射的流体流量较大，混合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。损失较大，但其它损失相对小些，效率曲线比较平坦。对应不同的引射系数，存在不同的最佳对应不同的引射系数，存在不同的最佳m m值，采用值，采用最佳最佳m m值的泵效率值的泵效率 最高，能达到的相对压差也最大。最高，能达到的相对压差也最大。第40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数下采用最佳mm值时所能

36、达到的最高效率。m=3m=3m=3m=35 5 5 5的水射水泵可达到的效率较高，其中以的水射水泵可达到的效率较高，其中以m m m m=4=4=4=4的水射水泵在的水射水泵在u=1u=1u=1u=1时的效率最高。时的效率最高。表5 51 1给出几种mm值不同的泵的效率及各项功率损失在总输入功率中所占的百分比。第41页/共52页 水射水泵的实测无因次特性曲线（图示泵的水射水泵的实测无因次特性曲线（图示泵的m m值值为为6.25 6.25）表明，当泵所造成的扬程比）表明，当泵所造成的扬程比h h降低到一定程度降低到一定程度后，泵的流量比后，泵的流量比u u就不再增加，同时效率也急剧下降，就不再增

37、加，同时效率也急剧下降，这时泵的流量比称为这时泵的流量比称为临界流量比（或临界喷射系数）临界流量比（或临界喷射系数），用用u ucr cr表示。相应的扬程比称表示。相应的扬程比称临界扬程比临界扬程比，用，用h hcr cr表示。表示。上述现象表明尺寸既定的上述现象表明尺寸既定的喷射泵存在相应的极限过流能喷射泵存在相应的极限过流能力。实践表明，水射水泵即使力。实践表明，水射水泵即使长期在临界扬程比下工作，仍长期在临界扬程比下工作，仍很平稳，并无汽蚀破坏产生。很平稳，并无汽蚀破坏产生。第42页/共52页4 4工作参数变化对水射水泵流量的影响（1 1）当其它条件不变时，如果泵的排出压力p pd d增

38、加，泵的扬程比h h即增大，由性能曲线可见，泵的流量比u u相应减小，即泵的吸入流量Q QS S就会减小。反之亦然；但Q QS S增大到达到了临界流量比u ucrcr，则Q QS S将不会再增加。所以，在管理水喷射泵时应防止排出管路阻塞和单向阀卡死，避免排出压力过高而导致流量减小。（2 2）当其它条件不变时，如工作压力P PP P降低，则扬程比h h增大，流量比u u减小，这时工作水流量Q QP P也减小，故吸入流量Q QS S就会迅速减小。反之亦然，但当Q QS S增大到一定程度时，会达到极限过流能力。这时工作压力P PP P若进一步增大，虽会使工作水流量Q QP P增加，但u ucrcr却

39、会减小，也就是说，一台泵所能达到的极限流量Q QS S=Q=QP P u ucrcr基本不变。（3 3）当其它条件不变时，如吸入压力PsPs降低，则扬程比h h增大，这时流量比u u减小，即吸入流量Q QS S减小。反之亦然。mm值较大的泵，压力参数变化对泵流量的影响较大。第43页/共52页 5.5.喷喷 射射 泵特泵特 点点1 1）喷喷射射泵泵内内没没有有运运动动部部件件，因因此此结结构构简简单单，重重量量、尺尺寸寸较较小小，而而且且起起动动迅迅速速，工工作作可可靠靠，无无需需特特殊殊保保养养,安安装装维维护方便护方便.2 2）密密封封性性好好,自自吸吸能能力力强强，能能造造成成很很高高的的

40、吸吸入入真真空空度度。无需装设安全阀无需装设安全阀。3 3）可可抽抽吸吸含含有有杂杂质质的的液液体体，而而且且各各种种有有压压能能源源(如如废废水水、废废气气等等)都都可可直直接接用用来来作作为为它它的的工工作作流流体体，从从而而提提高高了了它它的经济效果。被水浸没也能工作。的经济效果。被水浸没也能工作。4 4）射射流流泵泵内内两两股股流流体体混混合合时时产产生生较较大大的的能能量量损损失失，因因此此，射射流流泵泵的的传传能能效效率率较较低低。但但射射流流泵泵的的使使用用方方式式不不同同，其其效效率率也也不不同同。在在有有些些场场合合下下，它它的的效效率率并并不不显显低低。新新近近发发展展起起

41、来来的的多多股股射射流流、多多级级射射流流、脉脉冲冲射射流流等等新新型型射射流流泵，其传能效率均有所提高。泵，其传能效率均有所提高。第44页/共52页6.管理要点1)1)工作流体的压力要适中；工作流体的压力要适中；2)2)排出口背压不能过大；排出口背压不能过大；3)3)工作流体与被输送流体的温度不易过高；工作流体与被输送流体的温度不易过高；4)4)喷喷嘴嘴出出口口至至混混合合室室口口的的距距离离要要合合适适。过过大大使使引引射射量量太太多多，以以至至排排不不出出去去；过过小小使使引引射射量量减减少少，泵泵效效率率降降低；低；5)5)注意喷嘴、混合室与扩压室三者间的同心度；注意喷嘴、混合室与扩压

42、室三者间的同心度；6)6)喷嘴出口截面冲蚀变大后要及时换新。喷嘴出口截面冲蚀变大后要及时换新。第45页/共52页第二节第二节 其它喷射器其它喷射器一.水射抽气器水射抽气器 水射抽气器是以压力通常为水射抽气器是以压力通常为 0 025250 04 MPa4 MPa的水的水为工作流体，用来抽除空气或空气与水蒸气的混合物。为工作流体，用来抽除空气或空气与水蒸气的混合物。当用来产生真空时，亦称为当用来产生真空时，亦称为水射真空泵水射真空泵。水射抽气器的。水射抽气器的工作流体和被引射流体的密度相差悬殊，为能提高被引工作流体和被引射流体的密度相差悬殊，为能提高被引射气体的质量流量，有些水射抽气器设计成多喷

43、嘴（喷射气体的质量流量，有些水射抽气器设计成多喷嘴（喷嘴数可达嘴数可达12121818个）的型式，以便增加工作水与吸入室个）的型式，以便增加工作水与吸入室中气体的接触面积。中气体的接触面积。见下图 水射抽气器的工作水与所吸空气接触时，将会蒸发出水蒸气，并因此而使实际的抽气量和所能达到的真空度降低。可见工作水温越高，水蒸气的饱和分压力就越大，于是，泵的实际抽气量和所能达到的真空度也就越低。在水射抽气器抽吸蒸汽和空气的混合物时，由于水流和蒸汽之间的换热强度较大，可使绝大部分蒸汽凝结成水，因而其抽气量也就明显增大。当射水抽气器抽吸纯蒸汽时其流量比抽吸干空气时约大1010倍。第46页/共52页第47页

44、/共52页二、蒸汽喷射器和空气喷射器 蒸汽喷射器的工作压力通常为蒸汽喷射器的工作压力通常为 0 04 41 10 MPa0 MPa。考虑到蒸汽压力可能出现波动，。考虑到蒸汽压力可能出现波动，故工作压力需比额定压力再高故工作压力需比额定压力再高 0 007 MPa07 MPa左右。蒸汽喷射器应避免使用湿蒸汽工作。因左右。蒸汽喷射器应避免使用湿蒸汽工作。因为工作蒸汽含水会使喷射器的性能变得不稳定，故一般使用有为工作蒸汽含水会使喷射器的性能变得不稳定，故一般使用有101020 20 过热度的蒸汽过热度的蒸汽作为工作蒸汽，使用过热度太高的蒸汽是不经济的。作为工作蒸汽，使用过热度太高的蒸汽是不经济的。蒸

45、汽喷射器也可以用来抽水，蒸汽喷射器也可以用来抽水，下图下图所示即为蒸汽射水器。所示即为蒸汽射水器。空气喷射器的尺寸和流量都较小。船上常用空气喷射器作为离心水泵的引水装置。空气喷射器的尺寸和流量都较小。船上常用空气喷射器作为离心水泵的引水装置。空气喷射器的尺寸和流量都较小。船上常用空气喷射器作为离心水泵的引水装置。空气喷射器的尺寸和流量都较小。船上常用空气喷射器作为离心水泵的引水装置。空气喷射器用来输送液体是不可取的，只有某些输送不允许被稀释的液体的小型装置才空气喷射器用来输送液体是不可取的，只有某些输送不允许被稀释的液体的小型装置才空气喷射器用来输送液体是不可取的，只有某些输送不允许被稀释的液

46、体的小型装置才空气喷射器用来输送液体是不可取的，只有某些输送不允许被稀释的液体的小型装置才选用空气喷射器。选用空气喷射器。选用空气喷射器。选用空气喷射器。气体喷射器与液体喷射泵不同的是喷嘴都做成缩放形的气体喷射器与液体喷射泵不同的是喷嘴都做成缩放形的拉伐尔喷嘴拉伐尔喷嘴，以便能在较大，以便能在较大的压降下使喷嘴出口的工作气流速度达到超音速。的压降下使喷嘴出口的工作气流速度达到超音速。各类船用泵性能比较各类船用泵性能比较各类船用泵性能比较各类船用泵性能比较 见下第见下第见下第见下第2 2图图图图第48页/共52页 蒸蒸汽汽空空气气喷喷射射器器第49页/共52页第50页/共52页第51页/共52页感谢您的观看！第52页/共52页