蒸汽泵

蒸氣經(jīng)節(jié)流嘴節(jié)流后,速度升高壓力降低,在噴嘴處形成低壓區(qū),產(chǎn)生吸力帶動介質(zhì)流動。原理和一般噴砂設(shè)備的噴嘴是一樣的。水蒸汽噴射泵的工作原理與結(jié)構(gòu)

(1)該泵無機(jī)械運(yùn)動部分，不受摩擦、潤滑、振動等條件限制，因此可制成抽氣能力很大的泵。只要泵的結(jié)構(gòu)材料選擇適當(dāng)，對于排除具有腐蝕性氣體、含有機(jī)械雜質(zhì)的氣體以及水蒸等場合極為有利。

(2)結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，占地面積小。(3)工作蒸汽壓力為4~9×105Pa，在一般的冶金、化工、醫(yī)藥等企業(yè)中都具備這樣的水蒸汽源。

因水蒸汽噴射泵具有上述特點(diǎn)，所以廣泛用于冶金、化工、醫(yī)藥、石油以及食品等工業(yè)部門。

在這個特殊的管道中，蒸汽經(jīng)過噴咀的出口到擴(kuò)壓器入口之間的這個區(qū)域(混合室)，由于蒸汽流處于高速而出現(xiàn)一個負(fù)壓區(qū)。此處的負(fù)壓要比工作蒸汽壓強(qiáng)P0和反壓強(qiáng)P4低得多。此時，被抽氣體吸進(jìn)混合室，工作蒸汽和被抽氣體相互混合并進(jìn)行能量交換，把工作蒸汽由壓力能轉(zhuǎn)變來的動能傳給被抽氣體，混合氣流在擴(kuò)壓器擴(kuò)張段某斷面產(chǎn)生正激波(如圖1中3'斷面)，波后的混合氣流速度降為亞音速ω'3，混合氣流的壓力升為P'3。亞音速的氣流在擴(kuò)壓器的漸擴(kuò)段流動時是降速增壓的。混合氣流在擴(kuò)壓器出口處，壓力增至P4，速度降為ω4。故噴射泵也是一臺氣體壓縮機(jī)。

圖2是典型五級泵的結(jié)構(gòu)示意圖。通常單級噴射器的壓縮比不超過10，工作壓強(qiáng)不低于lOkPa。因此當(dāng)需要更低的工作壓強(qiáng)時，則由兩個或兩個以上的噴射器和冷凝器串聯(lián)組成，稱為多級噴射泵。冷凝器的作用是將混合物中的可凝性蒸汽部分凝結(jié)排除，以減少下級噴射器的負(fù)荷。冷凝器的結(jié)構(gòu)形式有混合式、表面式及噴射式三種形式。冷凝器按其在噴射泵系統(tǒng)中的安裝位置，又分為前冷凝器、中間冷凝器和后冷凝器。

前冷凝器安裝在第一級噴射器入口前，主要為了減少第一級泵的負(fù)荷。只有當(dāng)被抽混合物中含有大量的可凝性蒸汽，并且其蒸汽分壓強(qiáng)大于冷卻水溫所對應(yīng)的飽和蒸汽壓時方可使用。中間冷凝器安裝在多級泵中間，具體位置應(yīng)視進(jìn)入冷凝器的混合物中的蒸汽分壓強(qiáng)及冷卻水溫而定，其作用是減少下級泵的負(fù)荷。后冷凝器安裝在末級噴射器之后，主要是為了消除末級噴射器的廢氣、噪聲，有時用來回收未級噴射器的余熱。

(1)噴咀喉部直徑D0的計算

(1)

式中G0--工作蒸汽耗量(kg/h)，G0=Gh/μ。Gh為被抽氣體量(kg/h)，μ為引射系數(shù)，可查表[1]得到。

P0--工作蒸汽壓力(Pa)

(2)擴(kuò)壓器喉徑D3的計算

(2)

式中GK--通過擴(kuò)壓器喉部的空氣流量(kg/h)

GZ--通過擴(kuò)壓器喉部的蒸氣流量(kg/h)

P4--擴(kuò)壓器出口壓力(Pa)

(3)冷凝器直徑D的計算

(3)

式中G∑h--進(jìn)入冷凝器的混合物流量(kg/h)

v∑h--進(jìn)入冷凝器的混合物比容(m3/kg)，可近似地用P4查得的飽和水蒸汽比容代替。

旋渦泵(也稱渦流泵)是一種葉片泵。旋渦泵主要由葉輪、泵體和泵蓋組成。葉輪是一個圓盤，圓周上的葉片呈放射狀均勻排列。泵體和葉輪間形成環(huán)形流道，吸入口和排出口均在葉輪的外圓周處。吸入口與排出口之間有隔板，由此將吸入口和排出口隔離開。 我們將旋渦泵內(nèi)的液體分為兩部分:葉片間的液體和流道內(nèi)的液體。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，在離心力的作用下，葉輪內(nèi)液體的圓周速度大于流道內(nèi)液體的圓周速度，故形成圖1所示的"環(huán)形流動"。又由于自吸入口至排出口液體跟著葉輪前進(jìn)，這兩種運(yùn)動的合成結(jié)果，就使液體產(chǎn)生與葉輪轉(zhuǎn)向相同的圖2(綠色)示的"縱向旋渦"。因而得到旋渦泵之名。需要特別指出的是，液體質(zhì)點(diǎn)在泵體流道內(nèi)的圓周速度小于葉輪的圓周速度。 在縱向旋渦過程中，液體質(zhì)點(diǎn)多次進(jìn)入葉輪葉片間(圖2)，通過葉輪葉片把能量傳遞給流道內(nèi)的液體質(zhì)點(diǎn)。液體質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)過一次葉片，就獲得一次能量。這也是相同葉輪外徑情況下，旋渦泵比其它葉片泵揚(yáng)程高的原因。并不是所有液體質(zhì)點(diǎn)都通過葉輪,隨著流量的增加，"環(huán)形流動"減弱。當(dāng)流量為零時，"環(huán)形流動"最強(qiáng)，揚(yáng)程最高。 由于流道內(nèi)液體是通過液體撞擊而傳遞能量。同時也造成較大撞擊損失，因此旋渦泵的效率比較低。

例 2QS-4.8/17

2-雙缸

Q-汽力驅(qū)動

S-輸送介質(zhì)為水

4.8-流量值(m3/h)

17-壓力值(1.7Mpa)

各種蒸汽泵的汽缸工作壓力為1.4Mpa，排出壓力為1.7Mpa，實(shí)際排出壓力之大小，須根據(jù)作用在汽缸活塞上蒸汽壓力來決定，即蒸汽壓力月大，排出壓力越大，附表為各種蒸汽泵的蒸汽進(jìn)排氣壓差和排出壓力的關(guān)系曲線，如QB-3及QB-9型蒸汽泵，當(dāng)作用在汽缸活塞上的蒸汽壓力差為0.7Mpa時，排出壓力為1.17Mpa時，如表中虛線所示，各種蒸汽泵的最低蒸汽壓力不小于0.3Mpa，否則泵不能啟動。

各種蒸汽泵適用于飽和蒸汽和過熱蒸汽，氣溫不超過200°C。

各種蒸汽泵所配水缸活塞環(huán)，只適用于水溫不能超過60°C，超過該溫度而在105°C以內(nèi)者，須換掉優(yōu)質(zhì)帆布夾層填料來制選水缸活塞環(huán)。各種蒸汽泵的理論吸程為10.3米，但實(shí)際使用時吸水揚(yáng)程包括管道阻力在內(nèi)不應(yīng)超過7米，當(dāng)抽吸熱水時吸水揚(yáng)程隨水溫升高而降低，若水溫過高或管道阻力過大，進(jìn)水池最低水位須高于蒸汽泵的汽缸、水缸平直中心線。