脉冲液体射流泵装置效率的理论研究

第３０卷第３期２　０　１　２年３月水　电　能　源　科　学Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３０Ｎｏ．３Ｍａｒ．２　０　１　２文章编号：１０００－７７０９（２０１２）０３－０１３６－０４脉冲液体射流泵能量平衡的数值研究张晋华１，程　鹏２，高传昌１（１．华北水利水电学院电力学院，河南郑州４５００１１；２．华北水利水电学院数学与信息科学学院，河南郑州４５００１１）摘要：运用能量平衡分析原理，根据脉冲液体射流泵主要流动部件的能量损失压力比公式，利用脉冲液体射流泵性能数值计算模块，对脉冲液体射流泵能量平衡进行了数值研究，分析了主要流动部件的能量损失变化及其对脉冲液体射流泵性能的影响，并与恒定液体射流泵的能量损失压力比、性能及效率进行了对比。

结果表明，脉冲射流是提高射流泵传能、传质效率的有效途径。

关键词：脉冲液体；射流泵；能量损失；基本性能；数值研究中图分类号：ＴＶ１３６文献标志码：Ａ收稿日期：２０１１－０７－２１，修回日期：２０１１－０９－３０基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０３７９０１３）；水利部公益性行业科研专项经费基金资助项目（２０１２０１０８５）作者简介：张晋华（１９８０－），女，讲师，研究方向为水利水电，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｊｈ＠ｎｃｗｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 射流泵是一种利用射流紊动扩散作用传递能量与质量的流体机械及混合反应设备。

由于射流泵内两股不同压力的流体混合时会产生较大的能量损失，其传能传质的效率较低［１］，因此提高射流泵的传能传质效率一直倍受关注。

２０世纪７０年代以来，提高射流泵的效率主要通过两种途径：①研制新型结构的射流泵，如采用多股射流、多级射流等；②在相同的射流泵装置上采用脉冲射流。

其中第２种途径受到了高度重视，并进行了大量的试验研究［１～５］，由于在相同的射流泵装置上脉冲液体射流泵与恒定液体射流泵内部流场分布规律不同，因此二者内部流体的能量传递、转换与损耗也不同。

脉冲液体射流泵装置性能理论与试验研究的开题报告一、课题背景和研究意义随着现代石油、化工、医药、食品等工业的发展，对于精密输送、化学反应等精确操作的需求日益迫切，而脉冲液体射流泵作为一种高压、小流量、高精度的新型液体输送方式，其应用前景广阔，成为了当前研究的热点之一。

该技术具有易于控制、传递能量高等特点，可应用于多种领域，例如：在加料过程中形成锥形的液滴，加速化学反应过程，以及高配合反应混合物的液体输送等。

但是，目前国内外对于脉冲液体射流泵的开发研究还处于起步阶段，且在理论和实验两个方面都还存在较大的研究空间，因此，从理论和试验两个方面对于脉冲液体射流泵的性能进行研究，对于深入挖掘其应用潜力，提高其稳定性和精度具有重要意义。

二、研究内容针对以上问题，本课题的研究内容包括以下几个方面：1、设计和制造脉冲液体射流泵装置，并对于其结构和工作原理进行分析和探讨。

2、从理论分析的角度，探讨脉冲液体射流泵的输送流量、压力、速度等性能指标的计算与分析。

利用流体动力学、数字模拟等方法，对于脉冲液体射流泵的流体流动特性进行研究，并建立相应的数值模型，以验证理论分析的可信度。

3、从实验角度出发，对于脉冲液体射流泵的性能进行现场测试，测量其输送流量、压力、速度等指标，并对于其稳定性和精度进行评估，以验证理论分析的正确性，完善理论模型并提高性能。

4、对于脉冲液体射流泵在化学反应、加料、液体混合等操作中的应用进行研究，并进行实验验证，以提高其实际应用价值。

三、研究方法本研究采用物理实验和理论模拟相结合的方法进行。

在物理实验方面，通过设计和制造脉冲液体射流泵装置，进行现场测试并记录数据，以验证其性能指标的准确性；在理论模拟方面，借助于流体动力学、数字模拟等方法，对于脉冲液体射流泵的流体流动特性进行分析，并建立相应的数值模型，以验证理论分析的可信度。

四、研究进度安排1、前期准备阶段（2周）研究文献阅读、理论基础学习和技术准备。

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。

自激脉冲射流技术研究与应用进展作者：李君高传昌来源：《南水北调与水利科技》2013年第04期摘要：射流泵因具有结构简单、成本较低等一系列优点而被广泛应用于水利和航天等领域，但传质和传能效率较低的问题一直制约其快速发展和进一步应用。

不过近些年来的大量试验研究表明，自激脉冲射流技术产生的脉冲射流具有更大的冲击力，并可明显提高射流泵的效率。

在分析大量文献的基础上，介绍了脉冲射流产生的方法和他源式脉冲射流研究进展，重点阐述了自激脉冲射流的研究与应用进展、存在的主要问题和下一步的研究方向。

最后，针对目前我国水库清淤的现状和存在的问题，分析了将自激脉冲射流技术和人工异重流相结合，进行射流清淤等工程实践应用之前的研究工作重点。

关键词：射流泵；效率；冲击力；脉冲射流；自激振荡；射流清淤；人工异重流中图分类号：TV136.2；TP69文献标识码：A文章编号：1672-1683（2013）04-0187-04射流泵[1]是利用射流紊动扩散作用来传递能量、质量的流体机械和混合反应设备，已发展成为高新技术产业，且形成了一门新的学科——喷射技术[2]。

由于射流泵内两股不同压力的流体混合时产生较大的能量损失，因此射流泵的效率要低于叶片类型泵的效率[3]。

射流泵整体效率不高的问题一直制约着它的广泛应用，如何提高其传能与传质效率，一直以来都是国内外研究人员所关注的课题。

20世纪70年代以来，国内外研究人员主要通过两种途径来提高射流泵的效率：一是研制新型结构的射流泵，试验表明可以明显提高其效率，但结构复杂、工艺要求较高，并且制造和安装也比较复杂，所以发展比较缓慢；二是在射流泵装置上增加脉冲发生装置，采用非恒定射流来提高其传能与传质效率，比如“脉冲射流”、“振荡射流”等，研究人员对脉冲射流进行了大量的试验研究，结果表明采用脉冲射流比恒定射流的传能及传质效率提高了20%～30%，所以采用脉冲射流是提高射流泵效率的一种有效途径。

1脉冲射流概述产生脉冲射流的方法多种多样，从动力源来看有他源式和自激式。

射流泵工作原理引言概述：射流泵作为一种常见的水泵类型，其工作原理基于射流效应。

本文将详细阐述射流泵的工作原理，并分为五个部份进行讲解。

一、射流泵的基本原理1.1 射流泵的定义：射流泵是一种利用高速射流的动能转换为压力能的装置，实现液体的输送。

1.2 射流泵的组成：射流泵由喷嘴、射流管和扩散器组成。

喷嘴是射流泵的核心部件，通过喷嘴将液体加速形成高速射流。

1.3 射流泵的工作原理：当液体通过喷嘴时，由于喷嘴的收缩，液体的速度增加，动能也相应增加。

高速射流通过射流管进入扩散器，由于扩散器的扩张，射流泵内的压力降低，从而产生负压，使得液体被吸入并被输送出来。

二、射流泵的工作过程2.1 压力能转换：射流泵通过喷嘴将动能转换为压力能，实现对液体的加速和输送。

2.2 射流泵的吸入过程：当射流泵开始工作时，液体被喷嘴加速，形成高速射流。

此时，射流泵内的压力降低，使得液体从外部被吸入。

2.3 射流泵的推进过程：高速射流通过射流管进入扩散器，由于扩散器的扩张，压力进一步降低，使得液体被推进并被输送出来。

三、射流泵的优点3.1 结构简单：射流泵由较少的部件组成，结构简单，易于创造和维护。

3.2 无需动力源：射流泵的工作原理基于射流效应，无需外部动力源，仅靠液体的动能即可实现液体的输送。

3.3 适合范围广：射流泵适合于各种液体的输送，包括清水、污水、化学液体等，具有较高的适合性。

四、射流泵的应用领域4.1 农业灌溉：射流泵可用于农田灌溉系统，实现水源的输送和喷灌。

4.2 工业领域：射流泵在工业生产中广泛应用，如输送液体、增压供水等。

4.3 污水处理：射流泵可用于污水处理厂，实现污水的输送和处理。

五、射流泵的改进和发展5.1 材料改进：射流泵的喷嘴和射流管可以采用耐磨材料，提高泵的使用寿命。

5.2 效率提升：通过优化射流泵的结构和流道设计，提高射流泵的效率，减少能量损失。

5.3 自动化控制：射流泵可以与自动化控制系统结合，实现对射流泵的远程监控和控制，提高运行效率。

负压脉冲射流提高钻速实验研究的开题报告一、研究背景钻井是石油工程中的基础工艺，是开发油气资源必不可少的手段。

随着油气资源越来越稀缺，油气勘探难度不断增加，钻井工作也面临着越来越复杂、困难的挑战。

现代钻井技术不断发展，利用新技术提高钻井效率和质量成为趋势。

其中，射流钻井技术是一种新兴的技术，具有钻速快、钻屑排除好、地质堆积少等优点，但在某些情况下，射流钻井效果并不理想，需要进行改进。

二、研究意义射流钻井技术采用高速水射流冲击岩石，以实现钻孔作用。

目前，常见的射流钻井技术存在着一些问题，例如钻速慢、钻头易损耗等。

负压脉冲射流是一种新型的射流钻井技术，能够通过利用负压波和脉冲射流的作用提高钻速，改善射流钻井效果，具有重要的研究意义。

三、研究内容和方法1. 研究内容本研究计划采用负压脉冲射流技术来提高射流钻井的效率和质量，主要研究内容包括：(1) 负压脉冲射流技术的基本原理与特点。

(2) 负压脉冲射流技术在射流钻井中的应用优势和难点。

(3) 负压脉冲射流技术与传统射流钻井技术的比较分析。

(4) 通过实验研究，探究负压脉冲射流对射流钻井的影响，分析影响因素。

(5) 负压脉冲射流技术在射流钻井中的实际应用前景。

(6) 提出合理的改进方案，以进一步提高射流钻井的效率和质量。

2. 研究方法本研究计划采用实验研究方法，具体方法如下：(1) 设计钻井实验装置，包括负压脉冲射流设备、射流钻头和试验样品。

(2) 进行射流钻井实验，记录设备参数和实验数据。

(3) 采用统计学方法分析实验数据，探究负压脉冲射流对射流钻井的影响。

(4) 通过对实验结果进行比较和分析，提出合理的改进方案。

四、研究进展目前，本研究已经完成了对负压脉冲射流技术基本原理与特点的调研，对该技术在射流钻井中的应用优势和难点进行了分析，已经梳理出研究思路，确定了实验方案和研究内容。

五、预期成果通过本研究，预计能够得到以下成果：(1) 掌握负压脉冲射流技术在射流钻井中的基本原理和应用特点。

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。

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 +。

脉冲液体射流泵基本性能的研究
高传昌
【期刊名称】《水利学报》
【年(卷),期】2000(000)001
【摘要】本文根据脉冲液体的动量方程和能量方程,导出了脉冲液体射流泵基本性能方程,并与恒定流的液体射流泵基本性能方程进行了对比,阐明了二者之间的关系.依据脉冲液体射流泵时均值性能试验数据和其几何尺寸,经分析与计算给出了脉冲液体射流泵时均值基本性能的经验公式.
【总页数】7页(P28-34)
【作者】高传昌
【作者单位】华北水利水电学院水利系
【正文语种】中文
【中图分类】TV22
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4.脉冲液体射流泵装置性能试验研究 [J], 徐维晖;高传昌;秦海霞
5.脉冲液体射流泵喉管进口函数的数值研究 [J], 王玲花;朱敬;干超;宁盼华
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