射流泵的研究及其应用
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射流泵工作原理引言概述:射流泵是一种常用的流体传动设备,广泛应用于工业生产和实验室等领域。
本文将详细介绍射流泵的工作原理,包括射流泵的基本构造、工作原理、优点和应用等方面。
一、射流泵的基本构造1.1 射流泵的外部结构射流泵一般由进口管道、射流管、喷嘴、扩散器、出口管道等组成。
其中,进口管道用于引入工作介质,喷嘴用于将高速流体喷射到射流管中,而扩散器则用于将高速流体转化为低速流体,最后通过出口管道排出。
1.2 射流泵的内部结构射流泵内部主要由喷嘴、射流管和扩散器构成。
喷嘴是射流泵的核心部件,它通过喷射高速流体来产生负压,从而实现泵送工作介质。
射流管起到引导流体流动的作用,而扩散器则用于将高速流体转化为低速流体,增加流体的压力。
1.3 射流泵的材料选择射流泵的材料选择非常重要,通常根据工作介质的性质和工作条件来确定。
常见的材料有不锈钢、铜、铸铁等。
此外,还需要考虑材料的耐腐蚀性、耐磨性和耐高温性能,以确保射流泵的长期稳定运行。
二、射流泵的工作原理2.1 负压原理射流泵利用喷嘴的高速喷射作用产生负压,使工作介质被吸入射流管中。
当喷嘴喷射的高速流体通过射流管时,会产生负压效应,从而使工作介质被吸入射流管中,形成流体的连续泵送。
2.2 动能转换原理射流泵中的高速流体具有较大的动能,通过扩散器的作用,将高速流体转化为低速流体,同时增加了流体的压力。
这种动能转换原理使得射流泵能够将工作介质以较高的压力泵送出去。
2.3 能量损失原理射流泵在工作过程中会产生一定的能量损失,主要包括摩擦损失、压力损失和热损失等。
这些能量损失会降低射流泵的效率,因此在设计和使用射流泵时,需要尽量减小能量损失,提高泵的效率。
三、射流泵的优点3.1 结构简单射流泵的结构相对简单,只需要喷嘴、射流管和扩散器等基本部件,不需要复杂的机械传动装置,因此维护和维修相对容易。
3.2 运行可靠射流泵没有旋转部件,不易受到杂质的影响,因此运行可靠性较高。
射流真空泵研究报告
一、原理
射流真空泵利用气体射流的高速流动原理来增加气体分子与泵内表面
的碰撞速率,从而增加气体分子的排出速率。
当气体分子经过喷嘴射流区
域时,受到射流的冲击,速度增加,压力下降,从而形成真空。
该原理即
为射流真空泵的工作原理。
二、结构
三、工作特性
1.抽气速度高:射流真空泵采用高速喷嘴射流的工作原理,能够快速
排除气体,实现高真空状态。
2.清洁无污染:射流真空泵无机械运动,不会产生润滑剂或其他杂质,保持系统洁净,无污染。
3.适用范围广:射流真空泵适用于各种气体,能够在宽气压范围内工作,适用性强。
4.维护简单:射流真空泵结构简单、可靠,维护成本低,易于操作和
维修。
四、应用
1.真空冶金:用于熔炼、淬火和热处理等工艺,保证高纯度和无气体
污染的金属制造。
2.科研实验:用于实验室的真空设备,如电子显微镜、光谱仪、粉末
冶金等。
3.化学工业:用于化学反应的真空设备,如合成反应、蒸馏和浓缩等。
4.真空涂层:用于真空镀膜,如光学镀膜、金属镀膜等。
5.真空包装:用于食品、电子产品、医疗器械等的真空包装,延长货
物的保质期。
综上所述,射流真空泵是一种高效、可靠、广泛应用的真空获取设备。
随着科学技术的不断发展,射流真空泵在各个领域的应用将进一步拓展,
为人们的生产和生活带来更多便利和效益。
射流泵的研究新进展摘要液气射流泵是利用射流紊动扩散作用来传递能量及质量的流体机械和混合设备。
该泵具有无运动部件、结构简单、工作可靠、安装方便等优点,因此被广泛应用于渔业、电力、化工、环保、消防、石油以及航空航天等领域,但其传能效率低一直是国内外学者所关注的问题。
概述了国内外液气射流泵的主要研究成果,总结了其主要研究方法。
特别介绍了液气射流泵在深海石油开采和海水淡化中的应用,并提出利用脉冲射流提高液气射流泵效率的新研究方向。
关键词:液气射流泵液气两相流动数值模拟脉冲射流海水淡化射流泵是一种流体机械,它是以一种利用工作流体的射流来输送流体的设备。
根据工作流体介质和被输流体介质的性质是液体还是气体,而分别称为喷射器、引射器、射流泵等不同名称,但其工作原理和结构形式基本相同。
我们接下来看到的是液气射流泵,一种新型的射流泵,我们将从下面更深入的了解该泵的发展过程。
液气射流泵是利用射流紊动扩散作用来传递能量及质量的流体机械和混合设备。
液气射流泵通过液体射流对气体进行抽吸和压缩,泵内运动属于液气两相流动,且液体和气体之间容重相差很大,运动情况复杂。
液气射流泵具有无运动部件、结构简单、工作可靠、安装方便等优点。
因此,广泛应用于渔业、电力、化工、环境保护、消防、石油以及航空航天等领域,但其传能效率低一直是国内外学者所关注的问题。
国内外的学者运用试验、理论和数值计算的方法对其进行了大量的研究工作,试图揭示液气射流泵内部两相流体流动的机理,从根本上解决传能效率低的问题。
回顾整理这些研究成果,总结其研究方法,可进一步为开展液气射流泵的研究提供依据和参考。
国内外研究状况液气射流泵的发展是一个理论研究和试验研究相互依赖,相互促进的探索过程。
由于液气射流泵内部流动是人们尚未掌握规律的液气两相湍流,不可能进行全面透彻的理论分析。
因此,在液气射流泵的研究过程中,试验研究是主要手段。
20世纪70年代以来,计算流体力学和计算机技术的进步带动了液气射流泵内部流场数值模拟的发展,并逐步发展成为理论与试验并列的新研究方法。
随着工业技术日新月异的发展,人类对资源的大规模开发利用使得环境问题日益突出,保护环境越来越受到人们的关注,各个学科领域各显其才,尽力消除或减轻环境对人们生产和生活产生的不利影响,从而改善环境,发挥环境优势,走一条良性循环、可持续发展的道路,共建和谐社会,为人民子孙后代造福。
借此,本文简要阐述一门发展迅速的学科一射流泵技术,以及它在环境保护中的应用。
1射流泵技术射流泵(ietpump)是以流体射流作为工作介质,通过流体质点的紊动扩散作用,把能量和质量传递给被抽流体(液体及含固体颗粒的液体)的一种流体机械及混合反应设备。
它由喷嘴、喉管入口、扩散管及吸入室等部件构成。
由于射流泵内没有运动部件,所以它具有结构简单、工作可靠、加工容易、维修管理方便和便于综合利用等优点。
在很多技术领域中,采用射流泵技术可以使整个工艺流程和设备大为简化,并提高其工作可靠性,特别是在高温、高压、真空、强辐射及水下等特殊工作条件下,采用它更显示出其独特的优越性。
目前在国内外,射流泵技术已被应用于水利、电力、交通、冶金、石油、化工、环境保护、海洋开发、核能利用、地质勘测、航空及航天等国民生产生活的各个部门。
在这里,本文主要讨论射流泵技术在环境保护中的应用。
2射流泵技术在环境保护中的应用水力喷射流泵作为一种新的装置在环境保护工作中,愈来愈显示出其重要作用。
它主要应用在以下几个方面。
2.1污水生化处理污水生化处理是通过微生物的作用,将有机污染物转变成无害的气体产物(如C02,N02,N2)、液体产物(如水)以及富含有机物的固体产物(生物污泥),其中生物污泥在沉淀池沉淀,从净化后的污水中除去的一种方法。
生物处理污水方法有多种,射流曝气法是继鼓风曝气,机械曝气后的第三类曝气法。
它适用于城市污水及浓度较低的有机工业废水处理。
由液气射流泵组成的射流曝气装置是一种新的充氧装置,它作为污水处理技术中的主要没备之一,其工作原理是通过液体射流的紊动扩散作用,使空气中的氧溶解于污水,为分解有害物质的活性污泥提供能量。
射流泵的研究与应用发展1、射流泵在制冷技术中的应用随着我国经济的快速发展,对能源的需求量日益剧增,目前我国能源消费总量已经位居世界第一,因此节约能源已经成为制冷暖通空调行业研究的重要课题之一。
纵观国内外的研究成果,可以看出,制冷节能的研究主要集中在制冷循环系统的设计、压缩机技术的改进、冷凝器和蒸发器换热性能的提高、新型制冷剂的研究,而对节流环节的研究相对较少。
为了减少节流损失,国内外学者进行了很多改进方案的研究,喷射制冷循环就是最具研究价值和应用前景的方案之一。
因为射流泵( 又名喷射器、引射器) 具有结构简单、无运动部件、成本低廉、运行可靠、安装维护方便等优点,适用于包括两相流在内的任何流型,而且将其应用于制冷循环,既能提高系统性能,又不会增加系统复杂程度。
自十九世纪六十年代德国学者G. Zeumen 根据动量守恒定理,提出了射流泵设计的基本理论以来,许多研究者都对此展开了相关研究2 射流泵的研究现状射流泵是依靠一定压力的工作流体通过喷嘴高速喷出带走被输送流体的泵。
工作流体Qo从喷嘴高速喷出时,在喉管入口处因周围的空气被射流卷走而形成真空,被输送的流体QS即被吸入。
两股流体在喉管中混合并进行动量交换,使被输送流体的动能增加,最后通过扩散管将大部分动能转换为压力能。
1852年,英国的D.汤普森首先使用射流泵作为实验仪器来抽除水和空气。
20世纪30年代起,射流泵开始迅速发展。
按照工作流体的种类射流泵可以分为液体射流泵和气体射流泵,其中以水射流泵和蒸汽射流泵最为常用。
射流泵主要用于输送液体、气体和固体物。
它还能与离心泵组成供水用的深井射流泵装置,由设置在地面上的离心泵供给沉在井下的射流泵以工作流体来抽吸井水。
射流泥浆泵用于河道疏浚、水下开挖和井下排泥。
射流泵没有运动的工作元件,结构简单,工作可靠,无泄漏,也不需要专门人员看管,因此很适合在水下和危险的特殊场合使用。
此外,它还能利用带压的废水、废汽(气)作为工作流体,从而节约能源。
射流泵工作原理引言概述:射流泵是一种常见的流体输送设备,它利用高速射流原理将能量转化为压力能,从而实现液体的输送。
本文将详细介绍射流泵的工作原理,包括射流泵的基本构造、工作过程、优点和应用领域。
一、射流泵的基本构造1.1 射流泵的主体结构射流泵主要由喷嘴、扩散器和泵体组成。
喷嘴是射流泵的核心部件,它通过高速喷射流体产生负压,形成射流。
扩散器用于扩大射流截面积,减小流速,增加压力。
泵体则起到封闭和支撑的作用。
1.2 射流泵的进口和出口射流泵的进口通常位于泵体的一侧,用于引入待输送的液体。
出口则位于泵体的另一侧,用于排出压力增加后的液体。
进口和出口之间的压差是射流泵工作的关键。
1.3 射流泵的驱动装置射流泵的驱动装置通常是一个高速流体,如水或气体。
这种流体经过喷嘴后形成射流,通过扩散器增加压力,从而实现液体的输送。
驱动装置的流速和压力决定了射流泵的输送能力。
二、射流泵的工作过程2.1 射流泵的启动过程当驱动装置开始工作时,高速流体通过喷嘴形成射流。
射流在扩散器内扩大截面积,流速减小,压力增加。
液体通过进口进入射流泵,受到射流的负压作用被吸入,并随着射流一起流动。
2.2 射流泵的压力增加过程随着液体进入射流泵,射流的流速减小,压力增加。
液体在扩散器内受到压力的作用,被推向出口。
出口处的压力比进口处高,从而实现了液体的输送。
2.3 射流泵的循环过程射流泵的工作是一个循环过程。
液体从进口进入射流泵,受到射流的负压作用被吸入,然后在扩散器内增加压力,最终从出口排出。
这个循环过程不断重复,实现了液体的持续输送。
三、射流泵的优点3.1 高效节能射流泵利用射流原理实现液体的输送,无需机械转动部件,因此能够减少能量损耗,提高能效。
3.2 无泄漏射流泵的结构简单,没有密封件,因此不存在泄漏问题,能够确保输送液体的完整性。
3.3 适应性强射流泵适用于各种液体输送,包括高粘度液体、腐蚀性液体和固体颗粒悬浮液等,具有广泛的应用领域。
射流泵工艺在常压页岩气排水采气中的研究与应用Wang Yuhai;Xia Haibang;Bao Kai;Qiu Weidong【摘要】彭水区块属于典型的常压页岩气藏,原始地层压力系数偏低,压裂改造后通常需借助人工举升方式进行开采.初期优选电潜泵进行排水采气,排水工艺技术单一,生产过程中地层能量逐步下降,地层供液逐步减弱且产液含砂、黏土颗粒等杂质,电潜泵工艺很难实现稳定连续排采,作业频繁、生产成本高.为了解决常压页岩气井排水采气中遇到的问题,研究应用了射流泵工艺,并对射流泵工艺参数、配套工艺进行了优化,形成了一套适合常压页岩气排水采气的射流泵工艺,从而有效指导了常压页岩气生产.【期刊名称】《油气藏评价与开发》【年(卷),期】2019(009)001【总页数】5页(P80-84)【关键词】彭水区块;常压页岩气;射流泵;排水采气;工艺参数;配套工艺【作者】Wang Yuhai;Xia Haibang;Bao Kai;Qiu Weidong【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TE355.52中国页岩气具有巨大的开发潜力,资源量丰富,但我国页岩气勘探开发刚刚起步,处于探索阶段,开发方面的研究重点以钻井技术和压裂改造技术为主,虽已取得显著成绩,但对于常压页岩气井排采方式的探索还处在起步阶段。
尤其是对于经过压裂改造后无法自喷生产的页岩气井来说,排采工艺和排采技术在整个开发过程中扮演着举足轻重的角色[1]。
彭水区块属于四川盆地外缘渝东南地区的页岩气藏,成藏期后经历了多期构造作用,改造更为复杂,保存条件相对较差,多表现为原始地层压力系数低,地层能量不足,通常无法自喷生产,需借助人工举升方式进行开采。
根据彭水区块生产井特点,初期优选电潜泵进行排水采气,排水工艺技术相对单一,生产过程中地层能量逐步下降,地层供液逐步减弱且产液含砂、黏土颗粒等杂质,电潜泵工艺已很难适应此阶段生产需求,很难实现稳定连续排采,作业频繁、生产成本高[8-10]。
射流泵的研究新发展环境10-2 郑兴14摘要:介绍了脉冲射流泵的工作原理、作用、应用情况和国内外的研究成果,并进行了系统的论述与总结,分析了当前的研究动态和存在的问题,指出了脉冲射流泵具有广阔的发展和应用前景。
关键词:射流泵效率发展正文:一国内研究进展在国内,武汉水利电力大学陆宏圻教授,长期从事于射流泵及喷射器的研究工作,以他为首的科研人员对各种射流泵装置进行了系统而深入的理论与试验研究,而对脉冲射流泵应用的研究从20世纪80代中期开始。
1986年,陆宏圻教授与北京重型机械厂合作,进行了脉冲离心射流真空泵的研制工作,并对其运行机理进行了研究,提出了基本方程。
在陆宏圻教授指导下,龙新平对脉冲射流泵进行了初步试验研究,导出了非定常射流泵的性能方程。
自1994年以来,龙新平对脉冲液体射流泵进行了一系列试验和数值模拟研究,研究结果表明,脉冲液体射流泵的效率明显高于恒定流射流泵。
高传昌从1995年正式开始从事气液活塞式脉冲射流泵的理论与试验工作,采取了用不同口径的喷嘴、面积比、喉嘴距和脉冲频率等几何参数和工作参数进行了探索试验,初步掌握了装置运行的稳定条件。
但由于方程求解时大量的简化,使得计算方法失去了普遍意义,其设计理论尚不完善。
此外,由于试验条件的限制,一些理论计算结果无法通过实践来验证。
因此,无论在理论上还是在试验上都有待进一步深入研究。
陆宏圻、龙新平在宏观上采用准二维的分析方法,导出了非定常情况下的射流泵性能方程,并与定常情况下射流泵性能方程进行了比较。
但由于一些惯性项的存在,以及目前关于非定常自由射流和有限空间射流流场的分布尚不清楚,无法计算非定常流损失,故非定常流情况下的动量修正系数和流速系数仍停留在稳定流的处理模式上,即以稳定流状态相关量来代替在处理上有困难的非定常流的相关量。
1995年,国内学者秦朝葵、张同等对脉冲燃烧运用于暖风机、热水器、人工煤气燃烧器上进行了试验研究。
2004年,武汉大学何培杰等人采用PTV流场测试技术对液体射流泵的流场进行了试验研究,测得了不同流量比下工作流体和被吸流体的流速分布,分析了射流泵内部流动的沿程发展情况以及射流泵内有限空间流动与无限空间的伴随射流的异同。
射流泵工作原理引言概述:射流泵是一种常见的流体输送设备,广泛应用于工业生产和农业灌溉等领域。
它通过利用高速流体的动能将液体或气体从低压区域输送到高压区域,实现了流体的输送和增压。
本文将详细介绍射流泵的工作原理,包括流体动能转换、工作过程、优缺点以及应用范围。
一、流体动能转换1.1 喷嘴原理射流泵的关键部件是喷嘴,喷嘴通过缩小流体通道的截面积,增加了流体的流速。
根据贝努利定律,流速增加时,流体的动能也会增加。
喷嘴内部的流体受到压力差的作用,从高压区域流向低压区域,流速逐渐增加,动能也随之增加。
1.2 动能转换过程当流体从喷嘴中射出时,由于喷嘴截面积的减小,流速的增加,流体的动能也相应增加。
在射流泵的工作过程中,流体的动能转换主要发生在喷嘴与扩散器之间。
喷嘴内部的高速流体会冲击到扩散器的内壁,产生反作用力,将动能转换为压力能。
这种动能转换过程使得射流泵能够将流体输送到较高的压力区域。
1.3 流体动能损失在射流泵的工作过程中,流体动能的转换并不完全,会造成一定的损失。
主要的动能损失包括摩擦损失、湍流损失和压力损失。
摩擦损失是由于流体与管道内壁的摩擦力而造成的能量损失;湍流损失是由于流体的湍流运动而产生的能量损失;压力损失是由于流体在流动过程中克服阻力而损失的能量。
为了减小动能损失,提高射流泵的效率,需要优化流体通道的设计和减少流体的摩擦。
二、工作过程2.1 进口压力射流泵的工作过程始于进口压力。
当流体进入射流泵时,其初始压力由进口口径和进口管道的供液压力决定。
进口压力越高,射流泵所能输送的流体压力也就越高。
2.2 动能转换在喷嘴和扩散器之间,流体的动能转换成了压力能。
这一过程中,高速流体的冲击作用使得流体压力增加,从而实现了流体的增压。
2.3 出口压力射流泵的出口压力取决于喷嘴和扩散器之间的动能转换效率以及出口口径的大小。
当流体通过扩散器,从高速流动转为低速流动时,流体的压力逐渐增加,最终达到出口压力。
液体射流泵技术的理论及应用摘 要:射流泵是利用射流紊动扩散作用,来传递能量和质量的流体机械和混合反应设备。
运用流体力学和湍射流理论,导出射流泵的基本性能方程,并分析射流泵基本性能的影响因素;通过泵内能量守恒分析,研究泵内能量变化情况,并进行泵效的计算与分析,给出了射流泵运行的高效区。
关键词:射流泵;性能方程;能量损失;效率1. 前言射流泵是一种流体机械,它是以一种利用工作流体的射流来输送流体的设备。
根据工作流体介质和被输送流体介质的性质是液体还是气体,而分别称为喷射器、引射器、射流泵等不同名称,但其工作原理和结构式基本相同。
通常把工作液体和被抽送液体是同一种液体的设备称为射流泵。
本文则主要对液体射流泵2. 射流泵的基本结构2.1 基本结构射流泵主要有1.压力管路、2.喷嘴、3.吸入管路、4.喉管、5.扩散管、6.排出管等组成。
该泵整体结构简单,没有运动件,其结构如图1所示。
2.2工作原理 图1 射流泵基本结构示意图 工作液体从动力源沿压力管路1引入喷嘴2,在喷嘴出口处由于射流和空气之间的粘滞作用。
把喷嘴附近空气带走,使喷嘴附近形成真空,外界大气压力作用下,被抽送液体从吸入管路3被吸上来,并随同高速工作液体一同进入喉管4内,在喉管内两股液体发生动量交换,工作液体将一部分能量传递给被抽送液体。
这样,工作液体速度减慢,被抽送液体速度渐加快,到达喉管末端两股液体的速度渐趋一致,混合过程基本完成。
然后进入扩散管5,在扩散管内流速渐降低压力上升,最后从排出管6排出。
3. 射流泵的基本性能研究射流泵基本方程()m q f h =以无量纲参数扬程比h ,流量比q 和面积比m 来表征射流泵内的能量变化,以及各基本零件(喷嘴、喉管、扩散管和喉管进口)对性能的影响。
运用水力学基本原理,即对射流泵沿着液体流动方向分段应用动量方程、能量方程和连续性方程分五步导出射流泵基本方程。
1) 先对喉管进口a-a 断面与它的出口b-b 断面列出动量方程2ϕρ(q 1υ1a +q 2υ2a )- ρ(q 1+q 2)υb =[(p b +ρgz a )-(p a +ρgz a )]f b其中υ1a =n 11f q =υ1n , υ2a =a 22f q =n1b 2f f q -, υb =b 21f q q +。
射流泵的研究及其应用姓名: 张航学院:环境与化工学院专业:环境工程学号: 7号论文题目:射流泵的研究及其应用指导教师:罗克洁射流泵的研究及其应用摘要:介绍了射流泵的基本特点、结构与工作原理,从设计理论、内部流动和基本应用三个方面详细论述了射流泵的发展现状。
射流泵作为一种流体输送机械及混合反应设备,本身没有运动部件,结构特殊、工作可靠,将其与其他工作泵组合使用,可提高整个装置吸程,改善汽蚀性能,因而广泛应用于农业、水利、交通运输和环境保护等国民经济的各部门。
关键字:射流泵特点发展现状应用Abstract:The jet pump’s basic characteristic,stmcture and working principle are outlined.The deVel·opment status of the jet pump including the design theory,intemal now and basic applications are discussed.As one of the liquid transportation machines and mixing reaction equipments,jet pump has nomoving parts.’Jet pump has special stmcture and works reliablely.It will enhance the deVice suction andimprove cavitation chamcteristics if jet pump worl(s with other pumps.The pumps are widely used in agri—culture,water consenrancy,traffic and environmental pmtection.The development tendency of jet pumpsare also predicted.Key words:jet pump;characteristic;current situation;application射流泵是一种流体输送机械及混合反应设备,其特点是本身没有运动部件,结构简单,且工作可靠,密封性好,适宜在高温、高压、真空、放射和水下等特殊条件下工作。
射流泵的工作原理和应用1. 射流泵的概述射流泵是一种利用能流动液体的喷射动能从而产生吸入和排出流体的装置。
它使用了高速射流流体的能量转换原理,没有移动部件,具有简单、可靠、无漏油等优点。
本文将介绍射流泵的工作原理、主要构成和应用领域。
2. 射流泵的工作原理射流泵基于贝努利定理和连续性方程,通过液体高速射流的喷射作用来实现泵送液体的目的。
其工作原理如下:2.1 贝努利定理根据贝努利定理,液体在流动过程中,其速度越高,压力就越低。
射流泵利用高速射流的动能将其转换为低压区的吸力,实现了吸入和排出流体的作用。
2.2 连续性方程射流泵的工作还要依赖连续性方程。
该方程表达了液体在管道中的流量守恒原理,即单位时间内通过任何给定截面的液体质量是守恒的。
3. 射流泵的构成射流泵主要由以下几部分组成:3.1 主体结构射流泵的主体结构由入口管道、喷嘴和驱动装置组成。
入口管道将待泵送的液体引入喷嘴,喷嘴通过驱动装置提供的高速液体射流动能来实现液体的泵送。
3.2 有源介质有源介质是射流泵中用来产生高速射流的介质,可以是液体、气体或蒸汽。
有源介质的选择需要考虑工况要求、成本和能源消耗等方面的因素。
3.3 驱动装置驱动装置是射流泵中提供射流动能的关键部件。
常见的驱动装置包括压缩空气、电动机和蒸汽动力等。
4. 射流泵的应用射流泵由于其无需移动部件、节能环保的特点,在许多领域得到了广泛的应用,主要包括以下几个方面:4.1 污水处理射流泵在污水处理中广泛应用,利用其强大的排液能力和不易堵塞的特点,可以有效地将污水从低处输送到高处。
4.2 化工工艺射流泵在化工工艺中用于搅拌、混合和输送液体。
其无需移动部件的设计,使得射流泵在化工工艺中不易损坏,具有较长的使用寿命。
4.3 矿山排水射流泵在矿山排水中具有广泛的应用。
由于矿山地质条件复杂,且需要大量排水,传统的泵送设备常常不能满足要求,而射流泵可以通过调整喷嘴和液体流速来适应不同的排水量和排水距离。
射流泵的研究及其应用姓名: 张航学院:环境与化工学院专业:环境工程学号: 7号论文题目:射流泵的研究及其应用指导教师:罗克洁射流泵的研究及其应用摘要:介绍了射流泵的基本特点、结构与工作原理,从设计理论、内部流动和基本应用三个方面详细论述了射流泵的发展现状。
射流泵作为一种流体输送机械及混合反应设备,本身没有运动部件,结构特殊、工作可靠,将其与其他工作泵组合使用,可提高整个装置吸程,改善汽蚀性能,因而广泛应用于农业、水利、交通运输和环境保护等国民经济的各部门。
关键字:射流泵特点发展现状应用Abstract:The jet pump’s basic characteristic,stmcture and working principle are outlined.The deVel·opment status of the jet pump including the design theory,intemal now and basic applications are discussed.As one of the liquid transportation machines and mixing reaction equipments,jet pump has nomoving parts.’Jet pump has special stmcture and works reliablely.It will enhance the deVice suction andimprove cavitation chamcteristics if jet pump worl(s with other pumps.The pumps are widely used in agri—culture,water consenrancy,traffic and environmental pmtection.The development tendency of jet pumpsare also predicted.Key words:jet pump;characteristic;current situation;application射流泵是一种流体输送机械及混合反应设备,其特点是本身没有运动部件,结构简单,且工作可靠,密封性好,适宜在高温、高压、真空、放射和水下等特殊条件下工作。
射流泵通过高速射流提升低速被吸液体的能量,从而增加整体压能,将与其他工作泵组合使用,可提高整个装置的吸程,改善汽蚀性能。
正是由于这一系列优点,射流泵在农牧渔业、水利电力、交通运输和环境保护等国民经济各部门都有广泛的应用。
射流泵基本结构如图1所示:主要有三部分组成:喷嘴、喉管和扩散管。
其工作原理是将工作流体通过喷嘴高速喷出,同时静压能部分转换为动能。
管内形成真空,低压液体被吸人管内。
两股液体在喉管中进行混合和能量交换,工作液体速度减小,被吸液体速度增大,压力逐渐增加,在喉管出口处速度趋于一致。
混合液体通过扩散管时,随着流道的增大,速度逐渐降低,动能转化为压力能,混合液体压力随之升高。
由于射流泵独特的结构与特点,可以预见今后它的开发、生产和应用将有很大的发展,因此为了取得更好的综合经济效益,必须进一步深化对其各方面性能的研究。
1、研究进展1.1设计理论研究射流泵设计理论研究已有100多年的历史。
早在19世纪60年代,德国学者Zeuner根据动量定理,建立了射流泵的设计理论基础。
1870年,Zeuner和Rakine 进一步发展和完善了这个理论。
但他们的理论还不能解决射流泵的计算问题,直到1930年以后随着流体力学和空气动力学的发展,才推动了射流泵设计理论的发展成熟。
Gosline在1933年系统地对液体射流泵进行了试验研究,建立了它的基本性能方程。
1942年,Coff提出了用二元方法计算射器。
1952年,Maconaghy 提出射流泵性能的计算方法。
Bonnigton通过对水和水气射流泵进行详细试验后,在1956年提出了射流泵各部件的合理尺寸。
1965年,Hansen提出液体射流泵的设计方法。
我国著名学者陆宏圻教授在1989年比较全面给出了各种射流泵的设计理论和设计方法,为以后的研究工作奠定了坚实的基础。
近几年来,随着射流泵应用的深入,针对各种特殊的射流泵,人们提出了相应的新的设计理论。
江苏大学李传君旧等通过对废气射流装置工作原理的分析,提出采用单相气体等熵流动理论来设计和计算射流装置的主要工作参数,其研究结果显示试验值和理论值基本吻合,从而为合理设计该类型的射流装置提供了很好的依据。
近几年来,随着射流泵应用的深入,针对各种特殊的射流泵,人们提出了相应的新的设计理论。
江苏大学李传君[1]等通过对废气射流装置工作原理的分析,提出采用单相气体等熵流动理论来设计和计算射流装置的主要工作参数,其研究结果显示试验值和理论值基本吻合,从而为合理设计该类型的射流装置提供了很好的依据。
沙洲工学院张防一。
基于平面势流理论对混凝土射流泵装置的主要参数进行了理论设计,并根据射流泵装置内固液两相混合流动的特殊情况,通过流体的流动及混合特性计算出}昆凝土射流泵装置的性能,形成了一套新的设计方法。
射流泵的效率是其设计理论中的核心问题,由于射流泵中两股流体混合时能量损失较大,导致其效率较低,所以如何选择最优的设计参数来提高射流泵的效率,一直以来是人们研究的重点。
总的来说,对于非恒定射流(特别是脉冲射流)的各方面研究仍未深入,基本上还停留在原型试验阶段。
虽然通过大量的试验结果证明了脉冲射流的传能效率确实比恒定射流要高,但其设计理论以流动机理需要进一步探讨。
1.2内部流动研究射流泵内部流体流动属于高雷诺数的强剪切湍流射流,其射流速度较大,当雷诺数超过某一临界值时,切向间断面不稳定并出现涡漩,这些涡漩在流动中各处作不规则的运动,由此发生微团间的动量交换、热量交换或质量交换。
由于湍射流流至具有一定的速度和压力的流场内,使整个流动不具有相似的性质,使问题复杂化;所以长期以来人们对于射流泵内部流动机理认识不充分。
近几年来,随着试验测试手段的发展和CFD软件的出现,使人们可以通过试验和数值模拟两种手段研究射流泵内的流场,从而揭示其内部流动规律。
在试验研究方面,最常用的测试手段有速度与压力探针、热线风速仪和激光测速仪,但这几种方法的共同缺点是:只能完成流场的单点测量。
而对于复杂的湍流射流结构,全流场同时的测量结果更有意义。
有鉴于此,武汉大学的梁爱国等[2]纠利用先进的PIV技术,测量显示了射流泵内部各个瞬时全流场的流动情况,并分析了喉管部的流场,其结论表明:射流泵内流动结构大致可分为核流区、射流边界层区、回流区和管流区。
在射流泵结构一定情况下(即喷嘴与喉管的面积比一定),流动的结构只与流量比有关,当流量比大时,射流衰减很慢,核流区较长;当流量比小时,射流衰减很快,核流区较短,并有回流出现,引起效率降低。
所以应选择合适的流量比能使射流泵在高效区运行。
顾磊、张景松¨叫等利用了液体射流泵在汽蚀工况下流量比不变的特征,通过实验研究了射流泵的形状及工作参数对其汽蚀流量比和装置效率的影响,对单级和双级射流泵的工作性能进行了对比试验,通过分析找到了合适的射流泵配比方案。
段新胜和孙孝庆¨叫在1999年通过大量对比性试验,对环形多喷嘴射流泵做了深入研究,得出合理设计环形多喷嘴射流泵的各结构参数可显著改善射流泵的工作性能;其喉管进口角不应超过45。
;喉管长度与直径的比值L/d,可比中心射流泵小,L/d,>13.5即可;喷嘴个数并不是越多越好,一般n≤6;喷嘴安装角和喉嘴距决定着高速射流是否会产生附壁流动,它们应同时取较大值或较小值,但喷嘴安装角在任何情况下不能太小。
数值模拟是近年来广泛采用的一种新型研究手段,它通过计算机数值计算与图象显示,对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统作出各种分析,从而得到极其复杂问题的流场内各个位置的基本物理量(如速度、压力、温度等)的分布,以及这些物理量随时间的变化情况,正确的模拟结果能指导流体机械的设计,从而避免了烦琐的模型试验,减少了设计成本,为试验研究提供良好的理论基础。
目前应用最多的是借助FLUENT这一软件平台,采用N—S方程配合可实现的k一占湍流模型来对射流泵内的流场进行三维数值模拟。
武汉大学的常洪军和朱熠副利用此方法计算得出了射流泵三维流场的速度和压力分布情况。
浙江大学王常斌等_引通过数值模拟,得出结论:流场轴向速度剖面在扩散管段具有较好的自相似性,而在喉管段则不然;这种速度剖面变化的转折点与喉管的长度有关;流场的湍动能分别在喷嘴出口与扩散管人口处产生峰值,并且前者远大于后者,可见射流泵流场中,湍流主要发生在喉管人口处,湍动能的不平衡将导致额外的能量损失。
另一方面,随着各类学科交叉的深入,我国学者李同卓等唧。
提出采用概率论中的蒙特卡罗法对射流泵内部流场进行了数值模拟,从速度矢量图和轴心线速度图以及几个断面的速度分布来看,模拟的结果符合工程实际情况,这一方法为今后数值模拟方面的研究开辟了新的道路。
2、射流泵原理及特点2.1射流泵的工作原理射流泵整机由泵工作筒、沉没泵和底阀组成。
沉没泵的关键零件由喷嘴、喉管、吸入室、混合室和扩散管等组成,无井下运动件。
其工作原理是高压动力液经并El沿下井油管下行进入井底水力射流泵,当动力液通过水力射流泵喷嘴时,由于喷嘴的节流作用,动力液由压力头转换为速度头,压力急剧下降,在喷嘴周围形成低压区,地层液在地层能鼙的作用下.经尾管进入泵内,流向低压区,和喷嘴出口的高速射流混合后进入喉管逐渐减速增压,即在喉管处混合液由速度头转换为压力头,其压力值将混合渡沿套管环空举升到地面。
作业流程如下图1。
注意要点:(1)动力液必须干净,无杂物;(2)井口流程高压部分试压20 MPa(根据现场确定)、低压部分0.5 MPa不渗不漏,并将顶丝、卡箍、法兰螺栓上全上紧;(3)封隔器下井前必须详细检查,确保坐封灵活、密封可靠;(4)T作筒以上至井口所有钻杆及短接(用专用通径规逐件逐根通过)必须畅通完好,钻杆内不得有锈皮、垢蚀及其它杂质;(5)封隔器坐封位置应避开套管接箍,并应适当控制座封吨位。
2.2射流泵特点1)泵结构简单,外廓尺寸小。
无运动件,免修期长。
2)可制成小直径、大排量自由安装式泵,降低作业成本。
3)射流泵喷嘴入口处所需的工作液压力,由地面象和油管柱液体的液柱提供。
4)油套环行空间内液体中自由气体所产生的气举效应,和降低射流泵所需的排出压力。
5)射流泵和一般往复抽油泵相比,对自由气体含量、机械杂质含量和粘度变化敏感性小。
3、射流泵应用范围1)水力射流泵是通过流体压能与动能之间的能量直接转换来传递能量的,它可将泵挂深度下至油层顶部附近,对于中、低产能、低液面深井有较强的适应能力。