噴射泵之水噴射泵的工作原理及過程
發(fā)布時(shí)間：2015年12月02日 09:01 閱讀：7748
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澤德
水噴射泵既可以單獨(dú)使用，也可以作為其他真空泵的前級泵使用。其以水作為工作介質(zhì)，通過高速射流來引射被抽氣體，使被抽容器達(dá)到一定的真空度的低真空獲得設(shè)備。單級泵的極限壓力為3.3kPa，兩級泵串聯(lián)可獲得更低一些的極限壓力，但受到水飽和蒸汽壓的限制。
1.水噴射泵的工作原理
具有一定壓力的水經(jīng)過噴嘴形成高速射流進(jìn)入吸入室，將水的壓力能轉(zhuǎn)化為動能；吸入室內(nèi)的被抽氣體被高速射流強(qiáng)制攜帶進(jìn)入擴(kuò)壓器免在擴(kuò)壓器中兩股流體進(jìn)行擴(kuò)散混合，進(jìn)行動量和能量的交換，兩者的壓力和速度逐漸趨于一致，并且在泵的出口處混合流體的壓力高于大氣壓力而排到大氣中。在水噴射泵工作過程中，被抽氣體中可凝性氣體溶于水中，不可凝性氣體從排氣日排出，水通過水泵循環(huán)使用。
2.水噴射泵的工作過程
盡管水噴射泵結(jié)構(gòu)簡單，但由于泵內(nèi)流體流動為氣液兩相流，氣體和液體間存在很大的密度差，因此，其中的流動情況比較復(fù)雜，可大致分為水射流與被抽氣體相對運(yùn)動段、氣液混合段、擴(kuò)壓運(yùn)動段等三個過程。
(1)水射流與被抽氣體相對運(yùn)動段。液體射流從噴嘴噴出，其邊界層對氣體的黏滯作用將被抽氣體攜帶至擴(kuò)壓器的漸縮段，此段內(nèi)氣液兩相存在相對運(yùn)動，并且兩者均為連續(xù)介質(zhì)。
(2)氣液混合段。在擴(kuò)壓器喉部水射流表面波動幅度增大，水射流被剪切分散形成液滴并擴(kuò)散到氣體中，在高速流動中與氣體分子碰撞進(jìn)行能量交換，將氣體加速和壓縮。此段內(nèi)，液體變?yōu)榉沁B續(xù)介質(zhì)，而氣體仍為連續(xù)介質(zhì)。
(3)擴(kuò)壓運(yùn)動段。氣液混合介質(zhì)進(jìn)人擴(kuò)壓器漸擴(kuò)階段，氣體被滴液粉碎成微小氣泡分散在重新聚合成的液體之中，形成泡沫流。在此階段內(nèi)，混合介質(zhì)的壓力升高，氣體被進(jìn)一步壓縮，液體為連續(xù)介質(zhì)，氣體為離散介質(zhì)。由于液體的熱容量較大，因此氣體可以被等溫壓縮。
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