CN2150374Y

CN2150374Y - 真空喷射装置

Info

Publication number: CN2150374Y
Application number: CN 93200931
Authority: CN
Inventors: 余宗宁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-01-01
Filing date: 1993-01-01
Publication date: 1993-12-22
Anticipated expiration: 2003-01-01

Abstract

一种真空喷射装置，它由喷嘴、喷嘴室、收缩增压管、均压管、扩压管等组成，其特征是所述的喷嘴、收缩增压管和扩压管的流道内表面均是曲面，该曲面是按照蒸汽混合流在流道中的二元流流动状态变化方程式而设计制造的，从而使本实用新型具有液体流动特性好，流动阻力小，能有效地降低动力蒸汽消耗等特点，有显著的经济和社会效益。

Description

本实用新型涉及的是一种因其它流体流动速度变化产生压降而引起另一流体抽吸流动的装置，属于泵类。

目前，喷射真空泵作为真空精馏，真空提纯，真空干燥，真空除气，真空结晶，真空蒸发等工艺中的真空设备而被广泛用于化工、医药、油脂、化纤、冶金、造纸等行业。作为喷射真空泵的主要构成是真空喷射装置，它由喷咀室、喷咀、收缩管、匀压管和扩压管等组成，喷咀固定安置在喷咀室内，当高速蒸气流经过喷咀时，压力能便被转化成速度能，蒸汽流在喷咀中膨胀，使喷咀出口面上的流速超过音速，此时马赫数可达M＝3～4，而压力很低，甚至在0.01KPa以下，当将被抽气流管接于喷咀室上时，被抽气体便被吸入喷咀室与高速蒸汔流接触、混和，从而组成了喷射真空泵，实现泵的抽吸功能。当高速混合蒸汽流进入收缩管时，混合流速度将减小，并转化为压力能，这时的混合流参数是不均匀的，在进入后面相连的匀压管后可使混合流参数如流速、压力等均匀，最后，该混合蒸汽流将流入扩压管中，流速进一步降低，压力则进一步提高，并达到设计要求，从而完成整个泵的过程。但现有的真空喷射装置其气流的流道沿轴线方向上的变化是直线性的，呈直锥台状，它们是按一元流流体流动状态设计成型的，这样气流的流动变化状态不符合二元流流动状态变化的要求，能量在流道内的损失较大，动力蒸汽的耗量较大。

本实用新型的目的是为了克服上述存在的不足，而提供一种具有符合二元流动特性的气流流道，且流阻较小，动力蒸汽损耗较小的真空喷射装置。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，即喷咀的喉部截面至出口面的流道内表面是一个逐步放大的曲面，收缩增压管的流道内表面是一个逐渐收缩的曲面，而扩压管的流道内表面是逐渐扩放的曲面。这些曲面均按流体二元流流动状态变化方程式来设计制造的。

本实用新型所述的喷咀进口面至喉部截面是用一个R值联接的弧形通道，使得流体在此处能得到圆滑的过渡，减少流阻。

附图说明如下：

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的喷咀结构示意图。

图3是本实用新型的收缩管结构示意图。

图4是本实用新型的扩压管结构示意图。

下面将通过附图对本实用新型作进一步的介绍，图1，喷咀1固定安置在喷咀室2内，该喷咀室2为弧形通道，侧端可固连被抽气体的流通管道3，正中方向固连有收缩增压管4，后面相继连接有口径不变的匀压管5和扩压管6。高速蒸汽流7从喷咀1进入喷咀室2，蒸汽流在喷咀1中收缩后膨胀，压力能转化为速度能，使喷咀出口面上的流速超过音速，为使高速蒸汽流在喷咀1中符合气流流动特性，降低流阻，将喷咀1的流道内表面制作成曲面状，见图2，即喷咀1的进口面8至喉部截面9是用一个R值联结弧形通道，它近似于直径为2R的1／4球面的母线，而喉部截面9至出口面10的流道内表面是一个逐步放大的曲面11，这个曲面状流道是按一个二元流流体流动状态变化方程式设计制造的，它是根据不同的流体流动参数值因而具有不同的二元流流体流动方程式而采用专用的曲线靠模车削加工而成。

高速蒸汽流在进入喷咀室2后将喷咀室内的空气抽出，使喷咀室内的压力降至很低，于是被抽气体从流通管道3中流向喷咀室与高速蒸汽流接触、混和，然后流入收缩增压管4，这种收缩增压管4的流道内表面是一个逐渐收缩的曲面12，见图3，这个曲面12也是按照混合流从超音速流变成等（亚）音速流的状态变化方程式设计，用特定的曲线靠模车削加工而成，且不同的流动工况有不同的曲面。

通过收缩增压管4，使混合流速度减小，而压力增加，在这一流动过程中，混合流的各种参数是不均匀的，因此在其后面相连有流道内径不变的匀压管5，混合流通过这一段后，流速和压力等参数趋于均匀，然后再流入后面相连的扩压管6，这时混合流的流速进一步降低，压力则进一步提高，最后达到设计要求。同样扩压管6的流道内表面也是按照等（亚）音速流转化成低速流（＜60米／秒）的状态变化方程式制造成逐渐扩放的曲面13，见图4。不同的流动工况同样有不同的曲面13，它也是通过特定的曲线靠模经车削加工而成。由上述真空喷射装置组成的喷射泵其级后的压力要比喷咀室内高，即被抽气体入口处的压力高得多，从而实现了泵的作用。

关于上述曲面的设计和制作，均是按照流体二元流状态变化方程式进行的，现以喷咀为例简述如下：已知条件有P₀——水蒸汽在喷咀进口面压力；t₀——水蒸汽在喷咀进口面的温度；G₀——喷咀蒸汽流量；P₁——水蒸汽在喷咀出口面压力。由P₀及t₀在专用的水蒸汽IS图上可定出状态点，按绝热过程在图1上找出P₁点，由IS图可查出理论焓降H，考虑损失△H后在P₁压力线上可查出喷咀出口面上的蒸汽比容V₁和干度X₁。喷咀出口面蒸汽流速按S₁＝91.84

计算，当V₁，X₁及S₁知道后即可按公式F₁＝ (XGoV₁)/(S₁) 计算出理论上的喷咀出口面积，修正后定出该面积，并求出出口半径r₁。

根据P₀、T₀、G₀查出或计算出喉部半径为r₀。根据不脱流的喷咀扩张角度要求取α＝12°～16°，这样喷咀出口面至喉部长度L即可算出。然后根据方程式：

式中r₀——为喉部半径； r₁——为出口半径；

L——喉部截面至出口面距离； r——对应于不同距离

X上的不同半径。

根据此曲线即可做成曲面喷咀的样板。

除了上述方法外，本实用新型也可将L等分成若干段，根据IS图定出各段的比容V及干度X，求出其相应的面积，即求出相应的r值，用曲线联结起来。这种方法求出的曲线与前面所述的方法大致相同。

本实用新型实际上是对现有技术的一种改进，它具有气流流动特性好，流动阻力小，能有效降低动力蒸汽消耗等特点，有较显著的经济和社会效益。

Claims

1、一种由喷咀、喷咀室、收缩增压管、均压管、扩压管等组成的真空喷射装置，其特征在于所述的喷咀(1)的喉部截面(9)至出口面(10)的流道内表面是逐步放大的曲面(11)，收缩增压管(4)的流道内表面是逐渐收缩的曲面(12)，而扩压管(6)的流道内表面是逐渐扩放的曲面(13)。

2、如权利要求1所述的真空喷射装置，其特征在于所述的喷咀（1）的进口面（8）至喉部截面（9）是用一个R值联接的弧形通道。