射流泵

射流泵的全特性方程表示射流泵在任意可能运行工况下的特性。在流体过渡过程中，射流泵可能出现正压正流、正压反流（或称正压倒流）和负压正流的运行特性。所谓静态混合器正压是指射流泵的压力大于0，正流是指吸入流量大于0。

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射流泵是依靠一定压力的工作流体通过喷嘴高速喷出带走被输送流体的泵。工作流体Qo从喷嘴高速喷出时，在喉管入口处因周围的空气被射流卷走而形成真空，被输送的流体QS即被吸入。两股流体在喉管中混合并进行动量交换，使被输送流体的动能增加，最后通过扩散管将大部分动能转换为压力能。1852年，英国的D.汤普森首先使用射流泵作为实验仪器来抽除水和空气。20世纪30年代起，射流泵开始迅速发展。按照工作流体的种类射流泵可以分为液体射流泵和气体射流泵，其中以水射流泵和蒸汽射流泵最为常用。射流泵主要用于输送液体、气体和固体物。它还能与离心泵组成供水用的深井射流泵装置，由设置在地面上的离心泵供给沉在井下的射流泵以工作流体来抽吸井水。射流泥浆泵用于河道疏浚、水下开挖和井下排泥。射流泵没有运动的工作元件，结构简单，工作可靠，无泄漏，也不需要专门人员看管，因此很适合在水下和危险的特殊场合使用。此外，它还能利用带压的废水、废汽（气）作为工作流体，从而节约能源。射流泵虽然效率较低，一般不超过30％，但新发展的多股射流泵、多级射流泵和脉冲射流泵等传递能量的效率已有所提高。

表示射流泵处于正压正流运行工况下的特性，或者称为正常运行工况的特性。射流泵处于正压倒流和负压正流的运行工况的性能称为非正常（或反常）运行工况的特性。射流泵的全特性方程是指射流泵在正常或反常运行工况下的特性。射流泵的全特性方程用射流泵的压力比hJ和流量比qJ来描述。由上述分析射流泵各种运行工况特性可知，射流泵的全特性分布在第Ⅰ、第Ⅱ和第Ⅳ象限。第Ⅰ象限为正常运行工况区，第Ⅱ象限为反向（或倒流）运行工况区，第Ⅳ象限为负压运行工况区，第Ⅰ和第Ⅳ象限运行工况区为反常运行工况区。

射流泵也称水射器，基本结构由喷嘴，吸入室，混合管以及扩散管等部分所组成。构造简单，工作可靠，在给排水工程中经常应用。射流泵工作的机理是利用湍射流的紊动扩散作用来达到传质、传能的目的。即速度较高的工作流体从喷嘴射出，在喉管内被吸流体相互掺混，彼此流体质点或微团间发生动量、热量和质量交换，从而使二者的质量和动量趋于一致。流体微团或质点间的能量、质量交换过程实质上是紊流中大、小涡体间相互掺混，相互交换的过程。大涡主要通过分解为小涡来传能,混合器小涡则通过粘性切力作用来耗能。这样，当流体粘性很大时，涡体的分解和涡体间相互掺混受到限制，流体质点火微团间的传质、传能过程不能充分进行，从而引起射流泵性能的下降。

高压水以流量Q1由喷嘴高速射出时，连续挟走了吸入室2内的空气，在吸入室内造成不同程度的真空，被抽升的液体在大气压力作用下，以流量Q2由管5进入吸入室内，两股液体(Q1+Q2)在混合管3中进行能量的传递和交换，使流速、压力趋于拉平，然后，经扩散管4使部分动能转化为压能后，以一定流速由管道输送出去：

H1——喷嘴前工作液体具有比能，mH20；

H2——射流泵出口处液体具有比能，也即射流泵的扬程，mH2O；

Q1——工作液体的流量，m3／s；

Q2——被抽液体的流量，m3／s。

射流泵的工作性能一般可用下列参数表示：

流量比a=被抽液体流量/工作液体流量=Q2/Q1

压头比β=射流泵扬程/工作压力=H2/H1-H2

优点及其应用

(1)构造简单、尺寸小、重量轻、价格便宜。

(2)便于就地加工，安装容易，维修简单。

(3)无运动部件，启闭方便，当吸水口完全露出水面后，断流时无危险。

(4)可以抽升污泥或其他含颗粒液体。

(5)可以与磁力泵联合串联工作从大口井或深井中取水。

射流泵的缺点是效率较低，最高也只有30％。

液体温度对射流泵性能的影响主要表现在：

（1）当流体的温度降低时，流体的汽化压力降低，从而使喷射器的汽蚀性能改善。

（2）当流体的温度降低时，其粘度增大，从而使泵的性能下降。其中第二种影响是主要的。

在给排水工程中一般用于以下几个方面。

(1)用做离心泵的抽气引水装置，在离心泵泵壳顶部接一射流泵，当水泵启动前，可用外接给水管的高压水，通过射流泵来抽吸泵体内空气，达到离心泵启动前抽气引水的目的。

(2)在水厂中利用射流泵来抽吸液氯和矾液，俗称“水老鼠”。

(3)在地下水除铁曝气的充氧工艺中，利用射流泵作为带气、充气装置，射流泵抽吸的始终是空气，通过混合管进行水气混合，以达到充氧目的。这种水、气射流泵一般称为加气阀。

(4)在排水工程中，作为污泥消化池中搅拌和混合污泥用泵。近年来，用射流泵作为生物处理的曝气设备及气浮净化法的加气水设备发展异常迅速。

(5)与离心泵联合工作以增加离心泵装置的吸水高度。如图2—26所示，在离心泵的吸水管末端装置射流泵，利用离心泵压出的压力水作为工作液体，样可使离心泵从深达30m、40m的井中提升液体。目前，这种联合工作的装置已常见，它适用于地下水位较深的地区或牧区解决人民生活用水、畜牧用水和小面积农田灌溉用水。

(6)在土方工程施工中，用于井点来降低基坑的地下水位等。