蒸汽喷射泵的作用原理

蒸汽喷射泵有一定压强的工作，蒸汽通过拉瓦尔喷咀，减压增速（蒸汽的势能转变为动能）以超音速喷入混合室，与被抽介质混合，进行能量交换，混合后的气体进入扩压器，减速增压（动能转化为压强能），为了减少后级泵的抽气负荷，配置冷凝器，通过有一定温差的两种介质对流，进行热交换，达到冷凝高温介质目的，排到大气压。(原理见下图）

喷射泵是利用流体流动是能量的转变来达到输送的目的。利用它可输送液体，也可输送气体。在化工生产中，常将蒸汽作为喷射泵的工作流体，利用它来抽真空，使设备中产生负压。因此常将它称为蒸汽喷射泵。 水蒸汽喷射真空泵

工作原理：工作时水蒸汽在高压下以很高的流速从喷嘴中喷出，使周围的空间形成一定的负压，将低压气体或蒸汽带入高速的流体中，吸入的气体与水蒸汽混合后进入扩大管，速率逐渐降低，静压力因而升高，最后经排出口排出。 又称射流泵和喷射器。利用高压工作流体的喷射作用来输送流体的泵。由喷嘴、混合室和扩大管等构成。 工作流体在高压下经过喷嘴以高速度射出时，混合室内产生低压，被输送的流体被吸入混合室，与工作流体相混，一同进入扩大管。在经过扩大管时，流体的压力又逐渐上升；然后排出管外。 根据所用的工作流体，一般分为蒸汽喷射泵（steam jet pump）和水喷射泵（water jet pump）两类。构造简单、使用方便。但产生压头小，效率低，且被输送的流体因与工作流体相混而被稀释，使其应用范围受到限制。 用于化学工业和动力工程等方面。

喷射泵就是利用较高能量的流体通过喷嘴产生高速度后形成的负压来吸取流体的装置。高速度喷射的流体能裹挟周围的流体一起向扩散管运动。在扩散管里，速度逐渐缓慢，速度能变换成了压力能。这个压力大于外界大气压力时，扩散管里的流体就向外流出。

水喷射泵工作原理如图所示，具有一定压力的工作介质水，通过喷嘴向吸入室高速喷出，将水的压力能变为动能，形成高速射流；吸入室中的气体被高速射流强制携带与之混合，形成气液混合流，进入扩压器，从而使吸入室压力降低，形成真空，在扩压器的扩张段内，混合射流的动能转变为压力能，速度降低压力升高，气体被进一步压缩，与水一起排出泵外，在水箱中气水分离，气体释放入大气，水由水泵循环再利用，周而复始达到抽真空的目的。单级水喷射泵的喷嘴可以是由一个渐缩喷嘴构成的单喷嘴结构，也可以是在一个孔板上开设多个孔口的多喷嘴结构。

运转特性

水喷射泵工作系统由水泵、水喷射泵、管路、阀门、水汽分离器及测试仪表等组成，常用系统有立式和卧式两种安装方式。

国产水喷射泵的抽气量在5～800m3/h之间，单级泵的极限真空度可达3000Pa(23托)左右。抽气量分别为50m3/h、100m3/h、110m3/h、130m3/h。

为提高真空度，可采用汽水串联方式运行，如果采用一级水喷射泵与三级蒸汽喷射泵搭配，组成4级汽水串联喷射泵机组，极限压力可达到20Pa(0.15mmHg)。为防止被抽介质腐蚀真空泵，可选用防腐型喷射泵。离心水泵可用增强聚丙烯(RPP)、不锈钢、氟合金、玻璃钢制造；喷射泵可选用不锈钢、铸铁内滚为性聚乙烯(PE)或聚三氟氯乙烯钢衬陶瓷，喷嘴为聚四氟乙烯或陶瓷等。

蒸汽喷射器（也称蒸汽喷射热泵，thermocompressor），它广泛应用于纺织、造纸、石油、热电等以蒸汽作为动力的工业中，主要用来促进蒸汽循环，提高低压蒸汽压力。这些行业的企业由于在生产过程中产生低压蒸汽，在一个生产厂或车间中可存在多种等级压力的蒸汽。　

1、电厂：许多大中型企业有自备热电厂，由汽轮机的抽、背压供汽。但由于汽轮机设计的抽汽压力（背压压力）是固定的，经常出现汽轮机供汽满足不了生产所需的情况，用汽汽引射器可以采用锅炉新汽引射汽机的抽汽或排汽将其升压到满足用户要求。

2、乏汽及余热回收：利用较高压力的蒸汽引射较低压力的蒸汽，获得中间某一压力的蒸汽，以达到低品高用”或余热利用的目的。工艺中，回收利用乏汽减少排空，节省用汽量14%。

3、凝结水及闪蒸汽回收： 将生产工艺中蒸汽加热产生的凝结水及闪蒸汽回收，蒸汽升压。

4、在引射低压汽的同时，可用作减温减压器且对减温水压的要求降低。

蒸气经节流嘴节流后,速度升高压力降低,在喷嘴处形成低压区,产生吸力带动介质流动。原理和一般喷砂设备的喷嘴是一样的。水蒸汽喷射泵的工作原理与结构 (1)该泵无机械运动部分，不受摩擦、润滑、振动等条件限制，因此可制成抽气能力很大的泵。只要泵的结构材料选择适当，对于排除具有腐蚀性气体、含有机械杂质的气体以及水蒸等场合极为有利。

(2)结构简单、重量轻，占地面积小。(3)工作蒸汽压力为4～9×105Pa，在一般的冶金、化工、医药等企业中都具备这样的水蒸汽源。

因水蒸汽喷射泵具有上述特点，所以广泛用于冶金、化工、医药、石油以及食品等工业部门。 图2是典型五级泵的结构示意图。通常单级喷射器的压缩比不超过10，工作压强不低于lOkPa。因此当需要更低的工作压强时，则由两个或两个以上的喷射器和冷凝器串联组成，称为多级喷射泵。冷凝器的作用是将混合物中的可凝性蒸汽部分凝结排除，以减少下级喷射器的负荷。冷凝器的结构形式有混合式、表面式及喷射式三种形式。冷凝器按其在喷射泵系统中的安装位置，又分为前冷凝器、中间冷凝器和后冷凝器。

前冷凝器安装在第一级喷射器入口前，主要为了减少第一级泵的负荷。只有当被抽混合物中含有大量的可凝性蒸汽，并且其蒸汽分压强大于冷却水温所对应的饱和蒸汽压时方可使用。中间冷凝器安装在多级泵中间，具体位置应视进入冷凝器的混合物中的蒸汽分压强及冷却水温而定，其作用是减少下级泵的负荷。后冷凝器安装在末级喷射器之后，主要是为了消除末级喷射器的废气、噪声，有时用来回收未级喷射器的余热。 (1)喷咀喉部直径D0的计算

(1)

式中G0——工作蒸汽耗量(kg/h)，G0=Gh/μ。Gh为被抽气体量(kg/h)，μ为引射系数，可查表[1]得到。

P0——工作蒸汽压力(Pa)

(2)扩压器喉径D3的计算

(2)

式中GK——通过扩压器喉部的空气流量(kg/h)

GZ——通过扩压器喉部的蒸气流量(kg/h)

P4——扩压器出口压力(Pa)

(3)冷凝器直径D的计算

(3)

式中G∑h——进入冷凝器的混合物流量(kg/h)

v∑h——进入冷凝器的混合物比容(m3/kg)，可近似地用P4查得的饱和水蒸汽比容代替。

乙二醇制冷系统的原理图如下：

室外安装板式换热器，由风机将室外的冷空气引入板式换热器，乙二醇溶液和室外冷空气在板式换热器中进行热交换。被冷却的乙二醇溶液进入内区的空调机组，在机组中与混合空气(新、回风进行混合后的空气)进行热交换，混合空气被冷却，温度降低后进入内区房间，给内区房间供冷。乙二醇溶液温度升高，再次回到室外的板式换热器中，与室外的冷空气进行热交换，温度降低后继续循环。这种热交换方式经常用在热回收系统中。乙二醇和高温排风进行热交换，温度升高后，进入新风机柜，给新风进行预热。从而，回收排风中的热量给新风加热，节约电能，节省运行费。

这种将乙二醇溶液作为载冷剂，引入室外冷空气中的冷量给内区供冷的方式是一种很节能的空调方式。只需在室外装设一台板式换热器，运行时，冷水机组关闭，只开启风机和空调机组就能够引入天然冷源给内区供冷，节约了电能，减少了运行费用。但是，在利用室外冷量给内区供冷的过程中，冷空气要与乙二醇进行热交换，乙二醇再与混合空气进行热交换，经过两次热交换后，冷量损失较大，换热效率不高，一般低于60% 。