水環(huán)泵-旋渦泵-噴射泵

1、水環(huán)泵也稱液環(huán)泵水環(huán)泵也稱液環(huán)泵( (屬于容積式泵屬于容積式泵) ) ：利用葉輪與利用葉輪與 殼體的偏心布置，葉輪旋轉(zhuǎn)時殼體中的水在離心力殼體的偏心布置，葉輪旋轉(zhuǎn)時殼體中的水在離心力 的作用下形成的作用下形成水環(huán)水環(huán)，使葉片間容積作周期變化以產(chǎn)，使葉片間容積作周期變化以產(chǎn) 生吸排作用的泵。生吸排作用的泵。 1按作用數(shù)分：按作用數(shù)分：單作用和雙作用。單作用和雙作用。 2按流體進(jìn)入葉輪的流向分：按流體進(jìn)入葉輪的流向分：軸向單作用、軸向軸向單作用、軸向 雙作用和徑向雙作用。雙作用和徑向雙作用。 3按葉輪的結(jié)構(gòu)形式分：按葉輪的結(jié)構(gòu)形式分：開式和閉式、徑向葉片開式和閉式、徑向葉片 和前彎葉片。和前彎葉片

2、。 圖示圖示 由葉輪（轉(zhuǎn)子）、泵殼（定子）、由葉輪（轉(zhuǎn)子）、泵殼（定子）、 端蓋等組成。端蓋等組成。 端蓋上開有端蓋上開有。 葉輪有若干徑向葉片或前彎葉片葉輪有若干徑向葉片或前彎葉片( (葉片不象葉片泵葉片不象葉片泵 的葉片能滑動的葉片能滑動) )，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，積存在偏心泵殼，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，積存在偏心泵殼 里的液體受離心力作用，在泵殼內(nèi)形成水環(huán)（以里的液體受離心力作用，在泵殼內(nèi)形成水環(huán)（以 水環(huán)作為定子）。水環(huán)、葉輪輪轂和葉片之間被水環(huán)作為定子）。水環(huán)、葉輪輪轂和葉片之間被 圍成封閉空間。圍成封閉空間。 水環(huán)泵的工作原理水環(huán)泵的工作原理( (以單作用為例以單作用為例) )當(dāng)葉當(dāng)葉 輪回轉(zhuǎn)時，

3、泵殼內(nèi)的工作水被帶動回轉(zhuǎn)，形成一個緊輪回轉(zhuǎn)時，泵殼內(nèi)的工作水被帶動回轉(zhuǎn)，形成一個緊 貼泵殼內(nèi)壁的水環(huán)。水環(huán)內(nèi)表面與葉輪輪轂表面及兩貼泵殼內(nèi)壁的水環(huán)。水環(huán)內(nèi)表面與葉輪輪轂表面及兩 側(cè)蓋之間形成一個側(cè)蓋之間形成一個月牙形的工作腔室月牙形的工作腔室，并由葉片分隔，并由葉片分隔 成若干個互不相通的工作小腔。成若干個互不相通的工作小腔。由于葉輪和泵殼是偏由于葉輪和泵殼是偏 心布置，這些封閉空間的容積在回轉(zhuǎn)一周中經(jīng)歷著由心布置，這些封閉空間的容積在回轉(zhuǎn)一周中經(jīng)歷著由 小到大，又由大到小的變化，遂從端蓋上的吸、排液小到大，又由大到小的變化，遂從端蓋上的吸、排液 口進(jìn)行吸入和排出?？谶M(jìn)行吸入和排出。圖示圖示

4、除上述單作用水環(huán)泵外，如將泵腔做成橢圓，并將除上述單作用水環(huán)泵外，如將泵腔做成橢圓，并將 葉輪同心地安裝在橢圓形泵殼中，則葉輪每轉(zhuǎn)一周就葉輪同心地安裝在橢圓形泵殼中，則葉輪每轉(zhuǎn)一周就 會產(chǎn)生兩次吸、排作用，這就構(gòu)成了一會產(chǎn)生兩次吸、排作用，這就構(gòu)成了一 。 初次起動前，應(yīng)先打開引水漏斗上的旋塞，向水環(huán)泵初次起動前，應(yīng)先打開引水漏斗上的旋塞，向水環(huán)泵 內(nèi)灌水。內(nèi)灌水。 水環(huán)泵屬容積型泵水環(huán)泵屬容積型泵，它主要，它主要 用來用來排送氣體或氣液混合物排送氣體或氣液混合物，因具有抽真空的能，因具有抽真空的能 力，故常用為自吸離心泵的力，故常用為自吸離心泵的。 單級泵 可 達(dá) 最 高 極 限 真 空 壓

5、 力 為單級泵 可 達(dá) 最 高 極 限 真 空 壓 力 為 30mmHg。 抽送氣體時約抽送氣體時約3050，若抽送液體不大，若抽送液體不大 于于20，故一般不用來輸送液體。，故一般不用來輸送液體。 原因是工作水溫度高水易汽化，反之則相反。原因是工作水溫度高水易汽化，反之則相反。 1)葉輪與端蓋間的端面間隙直接影響泵的葉輪與端蓋間的端面間隙直接影響泵的 容積效率，一般應(yīng)維持在容積效率，一般應(yīng)維持在0.10.25mm； 2)水環(huán)泵中水環(huán)起能量傳遞、密封、冷卻水環(huán)泵中水環(huán)起能量傳遞、密封、冷卻 等作用，工作水易汽化與泄漏，故在運行等作用，工作水易汽化與泄漏，故在運行 中應(yīng)連續(xù)不斷地補(bǔ)充工作水；中應(yīng)

6、連續(xù)不斷地補(bǔ)充工作水； 3)水環(huán)泵不宜長時間封閉運行，以防工作水環(huán)泵不宜長時間封閉運行，以防工作 水溫度升高發(fā)生過熱。水溫度升高發(fā)生過熱。 利用葉輪高速回轉(zhuǎn)，帶動液體在葉片和泵殼兩側(cè)環(huán)形槽道利用葉輪高速回轉(zhuǎn)，帶動液體在葉片和泵殼兩側(cè)環(huán)形槽道 間做螺旋運動，多次從葉輪獲取能量的泵。屬于間做螺旋運動，多次從葉輪獲取能量的泵。屬于動力葉輪式泵動力葉輪式泵。 分為開式旋渦泵和閉式分為開式旋渦泵和閉式 旋渦泵兩大類。旋渦泵兩大類。 按葉輪型式分為開式葉輪旋渦泵和閉式葉輪旋渦泵；按葉輪型式分為開式葉輪旋渦泵和閉式葉輪旋渦泵；見見 下圖下圖 按流道型式分為開式按流道型式分為開式（見第（見第2圖）圖）流道旋渦

7、泵和閉式流道流道旋渦泵和閉式流道 旋渦泵旋渦泵（見第（見第3圖）圖）。 一般是以葉輪的形式進(jìn)行命名的：一般是以葉輪的形式進(jìn)行命名的：開式旋渦泵開式旋渦泵具有具有 開式葉輪與閉式流道開式葉輪與閉式流道（見第（見第4圖）圖） ，閉式旋渦泵閉式旋渦泵具有閉具有閉 式葉輪與開式流道式葉輪與開式流道。 閉式葉輪開式流道閉式葉輪開式流道 見下圖見下圖 葉片間的液體在旋轉(zhuǎn)時受離心力作用（沿葉片徑葉片間的液體在旋轉(zhuǎn)時受離心力作用（沿葉片徑 向流出葉片，沿葉輪旋轉(zhuǎn)方向朝前轉(zhuǎn)），因受泵殼的向流出葉片，沿葉輪旋轉(zhuǎn)方向朝前轉(zhuǎn)），因受泵殼的 限制，它們沿環(huán)形流道流向兩側(cè)，又從根部進(jìn)入后續(xù)限制，它們沿環(huán)形流道流向兩側(cè)，又

8、從根部進(jìn)入后續(xù) 旋轉(zhuǎn)的葉片間。如此反復(fù)，多次進(jìn)入和離開葉輪，獲旋轉(zhuǎn)的葉片間。如此反復(fù)，多次進(jìn)入和離開葉輪，獲 取和轉(zhuǎn)化能量，直到從排出口排出為止。取和轉(zhuǎn)化能量，直到從排出口排出為止。 葉輪葉輪是一個等厚的圓盤，外周徑向布置是一個等厚的圓盤，外周徑向布置 很多短直葉片成一葉片圈。很多短直葉片成一葉片圈。見下圖見下圖葉片多為葉片多為20204848片片 之間。之間。泵殼泵殼是由與葉片圈相對的部位則形成比葉輪寬是由與葉片圈相對的部位則形成比葉輪寬 大的、等截面環(huán)形槽，由吸入口開到排出口，并在吸大的、等截面環(huán)形槽，由吸入口開到排出口，并在吸 排口之間用隔塊隔斷，也稱排口之間用隔塊隔斷，也稱隔舌隔舌。泵

9、軸泵軸與葉輪用鍵固與葉輪用鍵固 定。定。 環(huán)形流道中液體的圓周速度小于葉輪的圓周環(huán)形流道中液體的圓周速度小于葉輪的圓周 速度，使得流道中液體產(chǎn)生的離心力小于葉輪速度，使得流道中液體產(chǎn)生的離心力小于葉輪 中液體的離心力，液體就會從葉片間甩出，迫中液體的離心力，液體就會從葉片間甩出，迫 使流道中的液體產(chǎn)生向心流動，再次從葉片根使流道中的液體產(chǎn)生向心流動，再次從葉片根 部進(jìn)入葉片之間形成了縱向旋渦（螺旋線）。部進(jìn)入葉片之間形成了縱向旋渦（螺旋線）。 相對于葉輪是后退的螺旋線，相對于泵相對于葉輪是后退的螺旋線，相對于泵 殼是前進(jìn)的螺旋線。殼是前進(jìn)的螺旋線。見下圖見下圖 效率較高，可達(dá)效率較高，可達(dá)35

10、354545。但。但 因這種泵入口處的液流是從葉輪外緣進(jìn)入葉間，該處因這種泵入口處的液流是從葉輪外緣進(jìn)入葉間，該處 園周速度較大，且液流情況復(fù)雜，速度分布不均，故園周速度較大，且液流情況復(fù)雜，速度分布不均，故 閉式旋渦泵閉式旋渦泵汽蝕性能差汽蝕性能差, ,汽蝕余量必須大一些。此外，汽蝕余量必須大一些。此外， 泵吸入氣體時，氣體密度小，會聚集在葉片的根部，泵吸入氣體時，氣體密度小，會聚集在葉片的根部， 以致在轉(zhuǎn)到流道出口時不易排出，又經(jīng)過隔舌被帶回以致在轉(zhuǎn)到流道出口時不易排出，又經(jīng)過隔舌被帶回 吸入端，故閉式旋渦泵吸入端，故閉式旋渦泵一般不能抽送氣液混合物，也一般不能抽送氣液混合物，也 無自吸能

11、力無自吸能力。要使其能夠自吸，必須在排出端設(shè)氣液。要使其能夠自吸，必須在排出端設(shè)氣液 分離室，并沒回液口使分離室中分離出來白液體能在分離室，并沒回液口使分離室中分離出來白液體能在 排出端擠入葉片根部驅(qū)趕氣體，然后又被帶回吸入端排出端擠入葉片根部驅(qū)趕氣體，然后又被帶回吸入端 重新裹攜氣體（詳見本章第三書離心旋渦泵）。閉式重新裹攜氣體（詳見本章第三書離心旋渦泵）。閉式 旋渦泵多為單級或二級。旋渦泵多為單級或二級。 見下圖見下圖 液流進(jìn)入葉輪處葉片的圓周速度液流進(jìn)入葉輪處葉片的圓周速度 較小，較小，汽蝕性能比閉式旋渦泵好汽蝕性能比閉式旋渦泵好。采用閉式流道的開。采用閉式流道的開 式旋渦泵只要將吸、排

12、口朝上安裝，并在初次起動前式旋渦泵只要將吸、排口朝上安裝，并在初次起動前 向柬內(nèi)灌滿液體，就向柬內(nèi)灌滿液體，就具有自吸和抽送氣液混合物的能具有自吸和抽送氣液混合物的能 力力。采用閉式流道雖然能夠排送氣體和提高泵的自吸。采用閉式流道雖然能夠排送氣體和提高泵的自吸 能力，但因液體必須在排出口處急劇地改變能力，但因液體必須在排出口處急劇地改變運動方向，運動方向， 并克服離心力做功，故并克服離心力做功，故能量損失較大能量損失較大，以致使泵的，以致使泵的總總 效率僅為效率僅為20203535。 開式旋渦泵也可以采用吸入端為閉式，排出端為開式旋渦泵也可以采用吸入端為閉式，排出端為 普通開式的流道，以保持較

13、高的效率。普通開式的流道，以保持較高的效率。 采用吸入端為閉式，排出端為普通開式流道，會采用吸入端為閉式，排出端為普通開式流道，會 使它失去自吸能力。為了既保持自吸能力，同時又盡使它失去自吸能力。為了既保持自吸能力，同時又盡 量減少排出端的水力損失，可采用向心開式流道的形量減少排出端的水力損失，可采用向心開式流道的形 式，式， （見上圖（見上圖b b）這樣泵的效率可提高到這樣泵的效率可提高到27273535。 另外一種折衷的辦法是在排出端采用開式流道并附加另外一種折衷的辦法是在排出端采用開式流道并附加 輔助閉式流道，輔助閉式流道， （見上圖（見上圖C C），即在主流道的排出端，即在主流道的排出

14、端 讓大部分液體從排出口讓大部分液體從排出口a a排出，而使其余的一部分液排出，而使其余的一部分液 體進(jìn)入輔助閉式流道體進(jìn)入輔助閉式流道c c，以便讓這部分液體能夠在輔，以便讓這部分液體能夠在輔 流道的末端進(jìn)人葉片間，把氣體從泵體側(cè)面與壓出室流道的末端進(jìn)人葉片間，把氣體從泵體側(cè)面與壓出室 相通的氣體壓出口相通的氣體壓出口b b排出。開式旋渦泵可做成單級，排出。開式旋渦泵可做成單級， 也可做成徑向剖的分段式多級，最多可至也可做成徑向剖的分段式多級，最多可至6 6級。級。 旋渦泵內(nèi)部的漏泄途徑主要是葉輪端面與泵體和旋渦泵內(nèi)部的漏泄途徑主要是葉輪端面與泵體和 泵蓋之間的軸向間隙。泵蓋之間的軸向間隙。

15、 (1) (1) 結(jié)構(gòu)簡單，重量輕、體積小，制造和維修方便。結(jié)構(gòu)簡單，重量輕、體積小，制造和維修方便。 (2)(2)在相同的葉輪直徑和轉(zhuǎn)速下在相同的葉輪直徑和轉(zhuǎn)速下, ,旋渦泵的揚程旋渦泵的揚程比離心比離心 泵高泵高2 24 4倍倍。適用于小流量、高壓頭的場合適用于小流量、高壓頭的場合。 (3)(3)泵的特性曲線比離心泵要陡斜得多。泵的特性曲線比離心泵要陡斜得多。H H 隨隨Q Q 得增得增 加而下降，加而下降，Q Q 大，流道內(nèi)的圓周速度就大，減弱了形大，流道內(nèi)的圓周速度就大，減弱了形 成縱旋渦的能力，所以成縱旋渦的能力，所以H H 低。低。 (5) (5) ，可借助于簡單裝設(shè)，可借助于簡單

16、裝設(shè) 氣水分離室來實現(xiàn)自吸。氣水分離室來實現(xiàn)自吸。， 但初次使用泵內(nèi)部必須灌滿液體。開式旋渦泵能排送但初次使用泵內(nèi)部必須灌滿液體。開式旋渦泵能排送 汽液混合物，適于抽送含氣體的易揮發(fā)液體和飽和壓汽液混合物，適于抽送含氣體的易揮發(fā)液體和飽和壓 力很高的高溫液體。力很高的高溫液體。 (6)(6)效率較低效率較低，般為般為20205050。故功率一般不大。故功率一般不大( ( 4040KWKW) )。這是因為液體多次進(jìn)出葉輪，并在流道內(nèi)產(chǎn)生。這是因為液體多次進(jìn)出葉輪，并在流道內(nèi)產(chǎn)生 旋渦，撞擊損失和摩擦損失都很大，內(nèi)部漏泄也很多。旋渦，撞擊損失和摩擦損失都很大，內(nèi)部漏泄也很多。 閉式閉式旋渦泵旋渦泵

17、=35=3545%45% 開式開式旋渦泵旋渦泵=20=2035%35%。 旋渦泵旋渦泵適適 用用 場場 合：合： 適于適于 。在船上，旋渦泵常用作輔助鍋。在船上，旋渦泵常用作輔助鍋 爐或壓力水柜的給水泵、中小型柴油機(jī)的冷卻水泵、爐或壓力水柜的給水泵、中小型柴油機(jī)的冷卻水泵、 汽油駁運泵，此外，也可用作小船的消防泵等。汽油駁運泵，此外，也可用作小船的消防泵等。 工作特點工作特點解決自吸、低流量高解決自吸、低流量高 揚程的排水問題以及提高允許吸程。揚程的排水問題以及提高允許吸程。 按工作流體的種類，可分為液體射流泵和氣體按工作流體的種類，可分為液體射流泵和氣體 射流泵射流泵( (噴射泵噴射泵) )

18、兩種。兩種。 以水為工作流體的稱水噴射泵，以蒸汽為工作流以水為工作流體的稱水噴射泵，以蒸汽為工作流 體的稱蒸汽噴射泵。常用做冷凝器和海水淡化裝置等的體的稱蒸汽噴射泵。常用做冷凝器和海水淡化裝置等的 真空泵及鍋爐給水泵、掃艙泵、艙底水泵等。真空泵及鍋爐給水泵、掃艙泵、艙底水泵等。 噴嘴、吸入室、混合室和擴(kuò)壓室噴嘴、吸入室、混合室和擴(kuò)壓室 當(dāng)具有一定壓力的工作流體通過噴嘴以當(dāng)具有一定壓力的工作流體通過噴嘴以 一定速度噴出一定速度噴出時，在噴嘴出口周圍時，在噴嘴出口周圍形成低壓形成低壓，將被輸送，將被輸送 介質(zhì)介質(zhì)吸入吸入。然后和工作流體混合，這時工作流體的速度。然后和工作流體混合，這時工作流體的速

19、度 減小，被輸送介質(zhì)的速度增加，兩股流體在喉管內(nèi)混合減小，被輸送介質(zhì)的速度增加，兩股流體在喉管內(nèi)混合 并進(jìn)行并進(jìn)行能量交換能量交換，從而獲得其動能和熱能，從而獲得其動能和熱能( (工作介質(zhì)為蒸工作介質(zhì)為蒸 汽的情況汽的情況) )，并在截面逐漸增大的擴(kuò)壓器中大部分，并在截面逐漸增大的擴(kuò)壓器中大部分動能轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn) 換為壓力能換為壓力能，使，使壓力壓力進(jìn)一步進(jìn)一步提高提高，最后經(jīng)排出管，最后經(jīng)排出管排出排出。 噴嘴采用收縮圓錐形、流線形和孔板等形式，出噴嘴采用收縮圓錐形、流線形和孔板等形式，出 口處有一圓柱段長度為噴孔直徑的口處有一圓柱段長度為噴孔直徑的0.250.25倍，使射流從噴嘴倍，使射流從噴嘴

20、 噴出時保持一定的方向。噴出時保持一定的方向。噴嘴的作用是把工作水流的壓力噴嘴的作用是把工作水流的壓力 能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽苣苻D(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。噴嘴引起的水力損失稱為噴嘴損失。噴嘴引起的水力損失稱為噴嘴損失。 通常，由離心泵供應(yīng)工作壓力通常，由離心泵供應(yīng)工作壓力P Pp p為為 0.30.31.5 MPa1.5 MPa的工的工 作水流，經(jīng)噴嘴射入吸入室，壓力降到吸入壓力作水流，經(jīng)噴嘴射入吸入室，壓力降到吸入壓力p ps s，從而，從而 將壓力能轉(zhuǎn)換為動能，在噴嘴出口形成流速將壓力能轉(zhuǎn)換為動能，在噴嘴出口形成流速v v1 1可達(dá)可達(dá) 2525 50 m50 ms s的射流。工作水體積流量的射流。工作水體積流量

21、Q QP P主要取決于工作壓降主要取決于工作壓降 （P PP PP PS S）和噴嘴出口孔徑）和噴嘴出口孔徑d d1 1，即：，即： 式中：式中： 噴嘴的速度系數(shù)，通常取噴嘴的速度系數(shù)，通常取 0 09797。 噴嘴后的射流流束由于其外圍部分逐漸與噴嘴后的射流流束由于其外圍部分逐漸與 周圍介質(zhì)摻混，使保持周圍介質(zhì)摻混，使保持V1流速的流核區(qū)逐漸縮小，以流速的流核區(qū)逐漸縮小，以 至最終消失，形同收縮的圓錐體；與此同時，流束的至最終消失，形同收縮的圓錐體；與此同時，流束的 邊界層在射流方向則逐漸擴(kuò)大，使流束形成擴(kuò)張的圓邊界層在射流方向則逐漸擴(kuò)大，使流束形成擴(kuò)張的圓 錐體。邊界層的流束在內(nèi)表面處與流

22、核區(qū)的流速相同，錐體。邊界層的流束在內(nèi)表面處與流核區(qū)的流速相同， 并沿徑向遞減，在其外表面處則與周圍介質(zhì)的流速相并沿徑向遞減，在其外表面處則與周圍介質(zhì)的流速相 等。當(dāng)這圓錐體狀的流束與混合室的壁面相遇后，流等。當(dāng)這圓錐體狀的流束與混合室的壁面相遇后，流 束的橫截面積就不再擴(kuò)大。這時，橫截面上的流束分束的橫截面積就不再擴(kuò)大。這時，橫截面上的流束分 布很不均勻。布很不均勻。 混合室的作用就在于使流體充分混合室的作用就在于使流體充分 的進(jìn)行動量交換，以使其出口外的液流速度盡可能趨的進(jìn)行動量交換，以使其出口外的液流速度盡可能趨 于均勻。實驗表明，進(jìn)入擴(kuò)壓室時的液流速度越均勻，于均勻。實驗表明，進(jìn)入擴(kuò)壓

23、室時的液流速度越均勻， 擴(kuò)壓室中的能量損失就越小。擴(kuò)壓室中的能量損失就越小。 混合室通常做成圓柱形或者是圓錐形與圓柱形混合室通常做成圓柱形或者是圓錐形與圓柱形 的組合形式。當(dāng)混合室進(jìn)口部分做成圓錐形時，其的組合形式。當(dāng)混合室進(jìn)口部分做成圓錐形時，其 進(jìn)口能量損失最小。進(jìn)口能量損失最小。混合室長度過短混合室長度過短，會使，會使出口速出口速 度不均度不均，這樣，擴(kuò)壓室中的，這樣，擴(kuò)壓室中的流動損失流動損失就會就會增大增大；而；而 混合室長度過長混合室長度過長，不僅沒有必要，還會使，不僅沒有必要，還會使摩擦損失摩擦損失 增加增加?；旌鲜业拈L度通常為其圓柱段直徑線的混合室的長度通常為其圓柱段直徑線的6

24、7 倍。倍。 混合室混合室圓柱段的截面積圓柱段的截面積f3與噴嘴出口的截面積與噴嘴出口的截面積f1 之比稱為喉嘴面積比（簡稱面積比），用之比稱為喉嘴面積比（簡稱面積比），用m表示表示。 喉嘴面積比是決定噴射泵性能的最重要尺寸參數(shù)。喉嘴面積比是決定噴射泵性能的最重要尺寸參數(shù)。 實際應(yīng)用的水射水泵實際應(yīng)用的水射水泵m約在約在0525范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 噴嘴出口至混合室進(jìn)口截面的距離噴嘴出口至混合室進(jìn)口截面的距離LC叫喉嘴距叫喉嘴距， 它對水射水泵的工作性能也有較大影響。它對水射水泵的工作性能也有較大影響。 LC太大時太大時，由于與壁面相交前的流來太長，被引，由于與壁面相交前的流來太長，被引 射進(jìn)入混

25、合室的流量就太多，以致不能將其增壓到足射進(jìn)入混合室的流量就太多，以致不能將其增壓到足 夠的排出壓力，混合室外周就會出現(xiàn)倒流現(xiàn)象，便能夠的排出壓力，混合室外周就會出現(xiàn)倒流現(xiàn)象，便能 量損失增加；量損失增加； LC大小時大小時，又會使混合室的有效長度縮短，不能，又會使混合室的有效長度縮短，不能 充分進(jìn)行動量交換，以使流束的流速更趨均勻，也同充分進(jìn)行動量交換，以使流束的流速更趨均勻，也同 樣會使能量損失增加。最佳喉嘴距太大致可按樣會使能量損失增加。最佳喉嘴距太大致可按0.5m1/2 選取，一般多在（選取，一般多在（0.52）d1范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 混合室的水力損失除混合室進(jìn)口損失、混合室摩擦混合室的水

26、力損失除混合室進(jìn)口損失、混合室摩擦 損失外，最主要的是混合損失。它是速度相差很大的損失外，最主要的是混合損失。它是速度相差很大的 工作流體和被引射流體在混合過程中進(jìn)行動量交換而工作流體和被引射流體在混合過程中進(jìn)行動量交換而 引起的能量損失，是噴射泵的主要能量損失之一。引起的能量損失，是噴射泵的主要能量損失之一。 擴(kuò)壓室一般采用一段均勻擴(kuò)散的錐管，擴(kuò)散角為擴(kuò)壓室一般采用一段均勻擴(kuò)散的錐管，擴(kuò)散角為 5 58 8，也可采用分段擴(kuò)散，擴(kuò)散角分別為，也可采用分段擴(kuò)散，擴(kuò)散角分別為2 2、4 4、1313。 它的作用是使液流在其中降低流速，增加壓力，從而將它的作用是使液流在其中降低流速，增加壓力，從而將

27、 動能轉(zhuǎn)換為壓力能動能轉(zhuǎn)換為壓力能。實驗證明，擴(kuò)壓室的擴(kuò)張角做成。實驗證明，擴(kuò)壓室的擴(kuò)張角做成 8 81010時，擴(kuò)壓過程的能量時，擴(kuò)壓過程的能量損失最小損失最小。 水射水泵的特性通常用無固次特性曲水射水泵的特性通常用無固次特性曲 線來表示。它所使用的無因次量是：流量比線來表示。它所使用的無因次量是：流量比 u u（亦稱引射系數(shù)）（亦稱引射系數(shù)） 和揚程比和揚程比 h h。 （引射系數(shù)）（引射系數(shù)） 式中：式中：Qs - Qs - 被引射流體的體積流量，被引射流體的體積流量，m m3 3/s/s Q p - Q p - 工作流體的體積流量，工作流體的體積流量， m m3 3/s/s 當(dāng)以質(zhì)量流

28、量表示時，稱當(dāng)以質(zhì)量流量表示時，稱 HH被引射流體經(jīng)過泵后所增加的水頭，被引射流體經(jīng)過泵后所增加的水頭，mm； HHp p工作流體與被引射流體進(jìn)泵時的水頭之差，工作流體與被引射流體進(jìn)泵時的水頭之差，mm。 流體的位置頭和速度頭與壓力頭相比可忽略不計，流體的位置頭和速度頭與壓力頭相比可忽略不計， 當(dāng)工作流體與被引射流體是同一介質(zhì)時，揚程比即為當(dāng)工作流體與被引射流體是同一介質(zhì)時，揚程比即為 相對壓差。相對壓差。 幾種面積比幾種面積比mm（圓柱段的截面積圓柱段的截面積f3與噴嘴出口的截與噴嘴出口的截 面積面積f1之比）之比）值不同的水射水泵的無因次特性曲線值不同的水射水泵的無因次特性曲線 （見下圖）

29、（見下圖） ，它給出了揚程比（相對壓差），它給出了揚程比（相對壓差）h h、效率、效率 與流量比與流量比u u（引謝系數(shù)）的關(guān)系。（引謝系數(shù)）的關(guān)系。 對噴射泵來說，對噴射泵來說，泵的效率泵的效率 是指同一時間內(nèi)被引射是指同一時間內(nèi)被引射 流體所能得到的能量（有效功率）與工作流體所失去流體所能得到的能量（有效功率）與工作流體所失去 的能量（輸入功率）之比的能量（輸入功率）之比。即。即 結(jié)論：結(jié)論： （1 1）m m值較小時，泵的引射系數(shù)（流量比）較小，但值較小時，泵的引射系數(shù)（流量比）較小，但 所能達(dá)到的相對壓差較高，故特性曲線比較陡峭；而所能達(dá)到的相對壓差較高，故特性曲線比較陡峭；而m m

30、值較大時，泵的引射系數(shù)較大，但其所能達(dá)到的相對值較大時，泵的引射系數(shù)較大，但其所能達(dá)到的相對 壓差較小，故特性曲線比較平坦。壓差較小，故特性曲線比較平坦。 通常認(rèn)為通常認(rèn)為m m3 3屬高揚程水噴射泵，屬高揚程水噴射泵，m m7 7屬低揚程屬低揚程 水噴射泵，水噴射泵，m=3m=37 7屬中揚程水噴射泵。屬中揚程水噴射泵。 （2 2）噴射泵的效率很低。噴射泵雖不存在機(jī)械損失和噴射泵的效率很低。噴射泵雖不存在機(jī)械損失和 容積損失，但其水力損失（包括噴嘴損失、混合室進(jìn)容積損失，但其水力損失（包括噴嘴損失、混合室進(jìn) 口損失、混合室摩擦損失、混合損失和擴(kuò)壓室損失）口損失、混合室摩擦損失、混合損失和擴(kuò)壓

31、室損失） 很大。很大。 m m值不同的噴射泵，其最佳工況的效率及各部分損值不同的噴射泵，其最佳工況的效率及各部分損 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 因其引射的流體流量較小，混合損失因其引射的流體流量較小，混合損失 也就相對較小，但流體在混合室和擴(kuò)壓室中的流速較也就相對較小，但流體在混合室和擴(kuò)壓室中的流速較 大，故混合室摩擦損失、擴(kuò)壓室損失要大一些，其效大，故混合室摩擦損失、擴(kuò)壓室損失要大一些，其效 率曲線比較陡峭，高效區(qū)較窄。率曲線比較陡峭，高效區(qū)較窄。 mm值較大的泵值較大的泵 由于被引射的流體流量較大，混合由于被引射的流體流量較大，混合 損失較大，但其它損失

32、相對小些，效率曲線比較平坦。損失較大，但其它損失相對小些，效率曲線比較平坦。 對應(yīng)不同的引射系數(shù)，存在不同的最佳對應(yīng)不同的引射系數(shù)，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，能達(dá)到的相對壓差也最大。最高，能達(dá)到的相對壓差也最大。 在圖下部由虛線所畫出的包絡(luò)線，即表示水射水在圖下部由虛線所畫出的包絡(luò)線，即表示水射水 泵在不同引射系數(shù)下采用最佳泵在不同引射系數(shù)下采用最佳mm值時所能達(dá)到的最高值時所能達(dá)到的最高 效率。效率。 表表5 51 1給出幾種給出幾種mm值不同的泵的效率及各項功率損失在總輸入值不同的泵的效率及各項功率損失在總輸入 功率中所占的百分比。功率

33、中所占的百分比。 水射水泵的實測無因次特性曲線（圖示泵的水射水泵的實測無因次特性曲線（圖示泵的m m值值 為為6.25 6.25 ）表明，當(dāng)泵所造成的揚程比）表明，當(dāng)泵所造成的揚程比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，同時效率也急劇下降，就不再增加，同時效率也急劇下降， 這時泵的流量比稱為這時泵的流量比稱為臨界流量比（或臨界噴射系數(shù)）臨界流量比（或臨界噴射系數(shù)）， 用用u ucr cr表示。相應(yīng)的揚程比稱表示。相應(yīng)的揚程比稱臨界揚程比臨界揚程比，用，用h hcr cr表示。表示。 上述現(xiàn)象表明尺寸既定的上述現(xiàn)象表明尺寸既定的 噴射泵存在相應(yīng)的極限過

34、流能噴射泵存在相應(yīng)的極限過流能 力。實踐表明，水射水泵即使力。實踐表明，水射水泵即使 長期在臨界揚程比下工作，仍長期在臨界揚程比下工作，仍 很平穩(wěn)，并無汽蝕破壞產(chǎn)生。很平穩(wěn)，并無汽蝕破壞產(chǎn)生。 （1 1）當(dāng)其它條件不變時，如果泵的排出壓力當(dāng)其它條件不變時，如果泵的排出壓力p pd d增加，泵的揚增加，泵的揚 程比程比h h即增大，由性能曲線可見，泵的流量比即增大，由性能曲線可見，泵的流量比u u相應(yīng)減小，即泵相應(yīng)減小，即泵 的吸入流量的吸入流量Q QS S就會減小。反之亦然；但就會減小。反之亦然；但Q QS S增大到達(dá)到了臨界增大到達(dá)到了臨界 流量比流量比u ucr cr，則 ，則Q QS S

35、將不會再增加。所以，在管理水噴射泵時應(yīng)將不會再增加。所以，在管理水噴射泵時應(yīng) 防止排出管路阻塞和單向閥卡死，避免排出壓力過高而導(dǎo)致流防止排出管路阻塞和單向閥卡死，避免排出壓力過高而導(dǎo)致流 量減小。量減小。 （ 2 2）當(dāng)其它條件不變時，如工作壓力當(dāng)其它條件不變時，如工作壓力P PP P降低，則揚程比降低，則揚程比h h增增 大，流量比大，流量比u u減小，這時工作水流量減小，這時工作水流量Q QP P也減小，故吸入流量也減小，故吸入流量Q QS S 就會迅速減小。反之亦然，但當(dāng)就會迅速減小。反之亦然，但當(dāng)Q QS S增大到一定程度時，會達(dá)到增大到一定程度時，會達(dá)到 極限過流能力。這時工作壓力極

36、限過流能力。這時工作壓力P PP P若進(jìn)一步增大，雖會使工作水若進(jìn)一步增大，雖會使工作水 流量流量Q QP P增加，但增加，但u ucr cr卻會減小，也就是說，一臺泵所能達(dá)到的 卻會減小，也就是說，一臺泵所能達(dá)到的 極限流量極限流量Q QS S = Q = QP P u ucr cr基本不變。 基本不變。 （3 3）當(dāng)其它條件不變時，如吸入壓力當(dāng)其它條件不變時，如吸入壓力PsPs降低，則揚程比降低，則揚程比h h增增 大，這時流量比大，這時流量比u u減小，即吸入流量減小，即吸入流量Q QS S減小。反之亦然。減小。反之亦然。 mm值較大的泵，壓力參數(shù)變化對泵流量的影響較大。值較大的泵，壓力

37、參數(shù)變化對泵流量的影響較大。 1 1）噴射泵內(nèi)沒有運動部件噴射泵內(nèi)沒有運動部件，因此結(jié)構(gòu)簡單，重量、尺，因此結(jié)構(gòu)簡單，重量、尺 寸較小，而且起動迅速，工作可靠，無需特殊保養(yǎng)寸較小，而且起動迅速，工作可靠，無需特殊保養(yǎng), ,安安 裝維護(hù)方便裝維護(hù)方便. . 2 2）密封性好密封性好, , 自吸能力強(qiáng)自吸能力強(qiáng)，能造成很高的吸入真空度。，能造成很高的吸入真空度。 無需裝設(shè)安全閥無需裝設(shè)安全閥。 3 3）可抽吸含有雜質(zhì)的液體，而且各種有壓能源可抽吸含有雜質(zhì)的液體，而且各種有壓能源( (如廢水、如廢水、 廢氣等廢氣等) )都可直接用來作為它的工作流體，從而提高了都可直接用來作為它的工作流體，從而提高了

38、 它的經(jīng)濟(jì)效果。被水浸沒也能工作。它的經(jīng)濟(jì)效果。被水浸沒也能工作。 4 4）射流泵內(nèi)兩股流體混合時產(chǎn)生較大的能量損失，因射流泵內(nèi)兩股流體混合時產(chǎn)生較大的能量損失，因 此，射流泵的此，射流泵的傳能效率較低傳能效率較低。但射流泵的使用方式不同，。但射流泵的使用方式不同， 其效率也不同。在有些場合下，它的效率并不顯低。新其效率也不同。在有些場合下，它的效率并不顯低。新 近發(fā)展起來的多股射流、多級射流、脈沖射流等新型射近發(fā)展起來的多股射流、多級射流、脈沖射流等新型射 流泵，其傳能效率均有所提高。流泵，其傳能效率均有所提高。 1)1)工作流體的壓力要適中；工作流體的壓力要適中； 2)2)排出口背壓不能過大；排出口背壓不能過大； 3)3)工作流體與被輸送流體的溫度不易過高；工作流體與被輸送流體的溫度不易過高； 4)4)噴嘴出口至混合室口的距離要合適。過大使引射量噴嘴