射流泵全特性方程

射流泵的全特性方程表示射流泵在任意可能運(yùn)行工況下的特性。在流體過(guò)渡過(guò)程中，射流泵可能出現(xiàn)正壓正流、正壓反流（或稱正壓倒流）和負(fù)壓正流的運(yùn)行特性。所謂靜態(tài)混合器正壓是指射流泵的壓力大于0，正流是指吸入流量大于0。

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射流泵是依靠一定壓力的工作流體通過(guò)噴嘴高速噴出帶走被輸送流體的泵。工作流體Qo從噴嘴高速噴出時(shí)，在喉管入口處因周圍的空氣被射流卷走而形成真空，被輸送的流體QS即被吸入。兩股流體在喉管中混合并進(jìn)行動(dòng)量交換，使被輸送流體的動(dòng)能增加，最后通過(guò)擴(kuò)散管將大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能。1852年，英國(guó)的D.湯普森首先使用射流泵作為實(shí)驗(yàn)儀器來(lái)抽除水和空氣。20世紀(jì)30年代起，射流泵開(kāi)始迅速發(fā)展。按照工作流體的種類射流泵可以分為液體射流泵和氣體射流泵，其中以水射流泵和蒸汽射流泵最為常用。射流泵主要用于輸送液體、氣體和固體物。它還能與離心泵組成供水用的深井射流泵裝置，由設(shè)置在地面上的離心泵供給沉在井下的射流泵以工作流體來(lái)抽吸井水。射流泥漿泵用于河道疏浚、水下開(kāi)挖和井下排泥。射流泵沒(méi)有運(yùn)動(dòng)的工作元件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，無(wú)泄漏，也不需要專門(mén)人員看管，因此很適合在水下和危險(xiǎn)的特殊場(chǎng)合使用。此外，它還能利用帶壓的廢水、廢汽（氣）作為工作流體，從而節(jié)約能源。射流泵雖然效率較低，一般不超過(guò)30％，但新發(fā)展的多股射流泵、多級(jí)射流泵和脈沖射流泵等傳遞能量的效率已有所提高。

表示射流泵處于正壓正流運(yùn)行工況下的特性，或者稱為正常運(yùn)行工況的特性。射流泵處于正壓倒流和負(fù)壓正流的運(yùn)行工況的性能稱為非正常（或反常）運(yùn)行工況的特性。射流泵的全特性方程是指射流泵在正?；蚍闯＿\(yùn)行工況下的特性。射流泵的全特性方程用射流泵的壓力比hJ和流量比qJ來(lái)描述。由上述分析射流泵各種運(yùn)行工況特性可知，射流泵的全特性分布在第Ⅰ、第Ⅱ和第Ⅳ象限。第Ⅰ象限為正常運(yùn)行工況區(qū)，第Ⅱ象限為反向（或倒流）運(yùn)行工況區(qū)，第Ⅳ象限為負(fù)壓運(yùn)行工況區(qū)，第Ⅰ和第Ⅳ象限運(yùn)行工況區(qū)為反常運(yùn)行工況區(qū)。

液體溫度對(duì)射流泵性能的影響主要表現(xiàn)在：

（1）當(dāng)流體的溫度降低時(shí)，流體的汽化壓力降低，從而使噴射器的汽蝕性能改善。

（2）當(dāng)流體的溫度降低時(shí)，其粘度增大，從而使泵的性能下降。其中第二種影響是主要的。

射流泵也稱水射器，基本結(jié)構(gòu)由噴嘴，吸入室，混合管以及擴(kuò)散管等部分所組成。構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作可靠，在給排水工程中經(jīng)常應(yīng)用。射流泵工作的機(jī)理是利用湍射流的紊動(dòng)擴(kuò)散作用來(lái)達(dá)到傳質(zhì)、傳能的目的。即速度較高的工作流體從噴嘴射出，在喉管內(nèi)被吸流體相互摻混，彼此流體質(zhì)點(diǎn)或微團(tuán)間發(fā)生動(dòng)量、熱量和質(zhì)量交換，從而使二者的質(zhì)量和動(dòng)量趨于一致。流體微團(tuán)或質(zhì)點(diǎn)間的能量、質(zhì)量交換過(guò)程實(shí)質(zhì)上是紊流中大、小渦體間相互摻混，相互交換的過(guò)程。大渦主要通過(guò)分解為小渦來(lái)傳能,混合器小渦則通過(guò)粘性切力作用來(lái)耗能。這樣，當(dāng)流體粘性很大時(shí)，渦體的分解和渦體間相互摻混受到限制，流體質(zhì)點(diǎn)火微團(tuán)間的傳質(zhì)、傳能過(guò)程不能充分進(jìn)行，從而引起射流泵性能的下降。

高壓水以流量Q1由噴嘴高速射出時(shí)，連續(xù)挾走了吸入室2內(nèi)的空氣，在吸入室內(nèi)造成不同程度的真空，被抽升的液體在大氣壓力作用下，以流量Q2由管5進(jìn)入吸入室內(nèi)，兩股液體(Q1+Q2)在混合管3中進(jìn)行能量的傳遞和交換，使流速、壓力趨于拉平，然后，經(jīng)擴(kuò)散管4使部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能后，以一定流速由管道輸送出去：

H1——噴嘴前工作液體具有比能，mH20；

H2——射流泵出口處液體具有比能，也即射流泵的揚(yáng)程，mH2O；

Q1——工作液體的流量，m3／s；

Q2——被抽液體的流量，m3／s。

射流泵的工作性能一般可用下列參數(shù)表示：

流量比a=被抽液體流量/工作液體流量=Q2/Q1

壓頭比β=射流泵揚(yáng)程/工作壓力=H2/H1-H2

優(yōu)點(diǎn)及其應(yīng)用

(1)構(gòu)造簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕、價(jià)格便宜。

(2)便于就地加工，安裝容易，維修簡(jiǎn)單。

(3)無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，啟閉方便，當(dāng)吸水口完全露出水面后，斷流時(shí)無(wú)危險(xiǎn)。

(4)可以抽升污泥或其他含顆粒液體。

(5)可以與磁力泵聯(lián)合串聯(lián)工作從大口井或深井中取水。

射流泵的缺點(diǎn)是效率較低，最高也只有30％。

在給排水工程中一般用于以下幾個(gè)方面。

(1)用做離心泵的抽氣引水裝置，在離心泵泵殼頂部接一射流泵，當(dāng)水泵啟動(dòng)前，可用外接給水管的高壓水，通過(guò)射流泵來(lái)抽吸泵體內(nèi)空氣，達(dá)到離心泵啟動(dòng)前抽氣引水的目的。

(2)在水廠中利用射流泵來(lái)抽吸液氯和礬液，俗稱“水老鼠”。

(3)在地下水除鐵曝氣的充氧工藝中，利用射流泵作為帶氣、充氣裝置，射流泵抽吸的始終是空氣，通過(guò)混合管進(jìn)行水氣混合，以達(dá)到充氧目的。這種水、氣射流泵一般稱為加氣閥。

(4)在排水工程中，作為污泥消化池中攪拌和混合污泥用泵。近年來(lái)，用射流泵作為生物處理的曝氣設(shè)備及氣浮凈化法的加氣水設(shè)備發(fā)展異常迅速。

(5)與離心泵聯(lián)合工作以增加離心泵裝置的吸水高度。如圖2—26所示，在離心泵的吸水管末端裝置射流泵，利用離心泵壓出的壓力水作為工作液體，樣可使離心泵從深達(dá)30m、40m的井中提升液體。目前，這種聯(lián)合工作的裝置已常見(jiàn)，它適用于地下水位較深的地區(qū)或牧區(qū)解決人民生活用水、畜牧用水和小面積農(nóng)田灌溉用水。

(6)在土方工程施工中，用于井點(diǎn)來(lái)降低基坑的地下水位等。