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水喷射器的特性计算及设计1

文章来源:http://www.ntsyper.com 发布时间:2018-11-19 13:21 浏览次数:
     水喷射器是真空浓缩系统中重要的设备,具有抽真空、排水、冷凝、为一体的重要有效能转换的装置。它是利用一定压力的水流通过对称均布成一定倾斜度的喷嘴喷出,聚合在混合室喉部的焦点上,由于喷射水流速度很高,于是在其周围形成负压, 使喷射器内产生真空并抽吸空气与二次蒸汽。由于二次蒸汽与喷射水流直接接触,进行热交换,绝大部分的蒸汽凝结成水,极少量未被冷凝的蒸汽与不凝结的气体与高速喷射的水流互相摩擦、混合与挤压,通过扩散管被排除,使喷射器内形成更高的真空。多喷嘴水力聚焦喉部的集束度是其抵抗外压与封水能力,进而保证较高负压的关键。
目前喷射器厂家的产品性能和实际应用,均要求该设备安装高度4.5米以上,且排水尾管长3米以上,如果直连上冷却塔装置,安装高度达7.5 米以上,这对单层建筑使用极为不便,独立安装则需搭建较高铁架,安装及维修均很不利。就其原因是喷射器的多喷嘴水力抵抗外大气压的能力较低,必须借助安装的高位差,使下水管产生一定的抽水效应,帮助喷射器能在较高的真空状态(-0.085MPa~ -0.092MPa)下正常工作,否则将会倒进水而使真空破坏。
以下就喷射器的普遍水力特性进行计算,并提出能安装高度1.5米左右,若不用循环水泵,直连冷却塔装置而安装高度只需不到4 米的解决方案。
1     喷射器排水尾管的下水能力
排水尾管下水能力是指混合室喉管直径确定后,多喷嘴打出的水通过喉部的顺畅程度,即通过流量Q所需要的最小喉管直径d。喉径过小则下水能力不足,过大则喷射器水力抵抗外大气压的能力大为下降。喷射器射流集束度即聚焦好坏与喉径密切相关,对一台制成的喷射器,其抵抗外压的能力是确定的。
1.1  喷射器下水过程
高速喷射的水流形成的负压会抽吸周围大量的空气,从而使射流夹带空气冲向集水混合室的“喇叭”入口端,形成大量的白水泡泡和剧烈的水流旋滚区,这是水力机械能损失最大的地方,如果水流不能及时下行,旋滚区高度h会上升,此时能量损失更大。旋滚区水流借助重力和喷射水压挤向集水混合室的喉部,再从扩散管排出。
喷射水流股由于水力特性,都会有一个圆心张角,即使设计加工时喷嘴的水力焦点完全重合,也会因此形成喷射束环D0比设计时大不少,D0值与喷嘴内部加工精度和流线性能密切相关.
图(1-1)喷射器水力特性分析示意图(待续)
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