喷射器工作原理及应用.pptVIP

蒸汽喷射器工作原理及应用 赵虎勇 2012·12 蒸汽喷射器概述 蒸汽喷射器（也称蒸汽喷射热泵），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，在一个生产车间中可存在多种等级压力的蒸汽。 蒸汽喷射器利用高压蒸汽的节流可用能，提高低压蒸汽的压力，用高压蒸汽能量回收低压蒸汽、回收高温凝结水的闪蒸汽等，从而将不同等级压力的蒸汽综合利用，达到显著的节能效果。 提高低压蒸汽的压力而不直接消耗机械能，是喷射器最主要的也是最根本的性质，由于这种性质，在工业生产中，采用喷射器比采用机械的增压设备更为简单、可靠。 喷射器的结构 喷射器是一种使两股压力不同的流体相互混合、进行能量交换，并形成一股混合流体，且不直接消耗机械能而提高引射流体的压力装置。喷射器的主要结构包括：喷嘴、接受室、混合室及扩散器。 喷射器工作原理 1、高压蒸汽在喷嘴内，由于流通截面逐渐变小，蒸汽流速逐渐增加，蒸汽的压力势能逐渐转化为动能，压力逐渐降低。当高压蒸汽通过喷嘴后，在喷嘴出口达到极高的速度（超音速），大部分压力势能转化为动能，使蒸汽压力降低到低压乏汽压力以下，形成局部相对负压，将低压蒸汽抽吸到接受室。 2、两股共轴流体在混合室内进行充分混合和速度与能量均衡，在混合室的出口截面，建立起均匀的速度场和能量场，形成稳定均一的高速度蒸汽流。 3、蒸汽流进入扩散器后，随着流通截面面积的逐渐扩大，蒸汽流速逐渐降低，蒸汽动能逐渐转化为势能，压力逐渐得到恢复，当达到扩压室末端时，压力得到完全恢复，达到工艺所要求的压力，供工业生产中的换热设备使用。 蒸汽喷射器优缺点 优点 缺点 1.利用高压蒸汽抽取低压、常压蒸汽，从而在喷射压缩器的出口达到需要的压力（当然出口的压力是有一定的范围的，即低压、常压蒸汽升压有一定的限度），此设备替代了减压阀的部分功能同时也达到了节能的目的。 2.设备内无转动部件，安装后基本不用维护。 3.设备体积小，便于安装。 4.设备为自控，一次设定无需人工操作。 1.对汽源和抽取低压、常压蒸汽有一定的要求 ； 2.对低压、常压蒸汽升压有一定的范围，超过最佳引射系数，设备效率大大降低 ； 3.对工况有一定的要求（这就是无法提供设备选型的主要原因，都是一机一设计、制造。）； 4.设计、制造精度要求高（制造完成后无法改动，设计、制造精度不高影响使用效果） VS 蒸汽喷射器工作过程的h-s图 流通部分的形状和沿喷射器长度上的压力变化 喷射器主要参数 1、喷射器级数：根据生产系统需要的真空度来决定，真空度要求愈高，喷射器串联级数就愈多，目前最高喷射器级数为5级。 2、喷射系数：指喷射器的引射流体质量流量与工作流体质量流量之比，用 表示。 3、压缩比：指喷射器的混合流体压力（绝压）与引射流体压力（绝压）之比，用K表示。实际使用中经济压缩比值为1-6之间. 4、膨胀比：指喷射器的工作流体压力与引射流体压力之比，用E表示。 图 三级匹配式多级喷射器结构流程示意图 喷射系数确定表图 马赫数介绍 常写作Mach数，是表示速度的量词，又叫马赫数。一马赫即一倍音速：马赫数小于1者为亚音速，马赫数大于5左右为超高音速； 马赫数是物体的速度和当时音速之比值，大于1表示比音速快，同理，小于1是比音速慢。它是高速流的一个相似参数。 速度在Ma0.8以下的为亚音速；在Ma0.8~1.2上下为的跨音速；Ma1.2~5 的为超音速、Ma5.0以上的为高超音速。 喷射器内部马赫数变化 二维轴对称模型中，马赫数沿轴线方向的变化图 喷嘴对喷射系数的影响 喷嘴是喷射器中的关键部件，严重影响着喷射器的性能，决定超音速气流的参数马赫数就是根据喷嘴面积比和气体的绝热指数确定的。 喷嘴面积比是指喷嘴出口截面积与喷嘴喉部截面积的比值，可以改变喷嘴喉部的直径来改变喷嘴的面积比。适当的增加喷嘴面积比可以提高喷射系数。 使用蒸汽喷射器注意事项 在实际工作中，混合蒸汽出口压力对喷射系数的影响最为显著。在混合蒸汽流达到极限状态之前，混合蒸汽压力稍微增加，会引起喷射系数大幅下降，因此为了充分保证喷射节能效果，应使喷射器处在设计的混合出口压力附近工作。 在引射蒸汽压力一定的情况下，增加工作蒸汽压力，喷射系数先急剧增大，增大到极限喷射系数，而后喷射系数随工作蒸汽压力的增加而逐渐减小。 蒸汽喷射器在蒸汽加热节能系统中应用 1、喷射式热泵：利用高压蒸汽喷射产生的高速汽流将低压蒸汽的压力和温度提高，输出可供使用压力的蒸汽。 例如：某酒精公司以玉米为原料生产食用酒精,有大量闪蒸汽排出。物料流量按20t/h计算,每小时有1.4t闪蒸汽排出。锅炉供汽压0.8MPa,而蒸馏塔用汽0.3MPa,以0.8MPa的蒸汽作驱动蒸汽,用喷射式热