18CHEMICALENGINEERINGDESIGN化工设计2009，19(1)蒸汽喷射泵设计计算程序设计张军肖国俊杨鹏中冶赛迪工程技术股份有限公司重庆400013摘要在对蒸汽喷射泵的工作过程具体描述和分析的基础上，建立蒸汽喷射泵设计的简化计算数学模型，并通过编程迭代计算的方法，获得蒸汽喷射泵设计中所需要的一些重要尺寸参数，从而为设计提供一种便捷的计算方法。关键词蒸汽喷射泵工作过程数学模型设计计算程序设计蒸汽喷射泵一般在实际应用中起到密封设备除把抽气器内流动的工质当作理想气体处理外，抽真空、低品位蒸汽回收及低压气体压缩的作还假设工质在抽气器内的流动是一维稳态绝热流用，由于具有结构简单、运行可靠及投资小的优动。蒸汽喷射泵结构及工质压力、速度变化曲线点，现已广泛应用于钢铁冶金、能源电力和石油见图1。化工等领域¨】。蒸汽喷射泵的运行状态除了与_运行条件和操作水平有关以外，蒸汽喷射泵的设一'I，、＼p345c计也是一个重要的影响因素。因此依据蒸汽喷射一．-’一—I．泵实际运行条件进行设计，会得到工作性能相对_；5．优良的蒸汽喷射泵。r’：}j用传统的计算方法设计蒸汽喷射泵时，多数被抽暖；采用试算的方法，因此需进行多次烦琐的计算和P_{1—_／。曲线手工查阅相关图表才能得出最后计算结果，且结．P：P-PP4果也只能是近似值l2J。若将传统的计算方法和iw现代计算机相结合，开发出计算程序，省去人工＼一V。l／1．一＼声速速度计算时查阅图表和大量烦琐的计算，则会使蒸汽‘变化喷射泵的设计计算得到简化，同时可提高计算结曲线果的精确性J。www.zhulong.com抽气器内位置图1蒸汽喷射泵结构及工质压力、速度变化曲线1工作过程与分析1．2工作过程1．1结构在上述假设的前提下，蒸汽喷射泵的整个工蒸汽喷射泵主要由工作喷嘴、混合室及扩压作过程可分为三个阶段。管三部分组成，其基本结构见图l。在结构上，1．2．1膨胀增速阶段工作喷嘴采用了缩放喷嘴的结构形式，这种结构P点截面2点截面为工作蒸汽在工作喷嘴可以在其出口获得超音速气流。在混合室与扩压内的膨胀增速阶段。管之间还设有一段等截面的喉管，其作用是使工较高压力的工作蒸汽在工作喷嘴人lSlP点处作蒸汽和被抽吸气体充分混合，以减少突然压缩以低于声速的气流速度进入蒸汽喷射泵的工作喷损失和余速动能的损失。嘴。在工作喷嘴的渐缩段流动时，其压力不断减为突出蒸汽喷射泵工作过程中的主要特点，小，速度不断增加。在工作喷嘴的喉部(最小}张军：工程师。1993年毕业于哈尔滨电工学院热能工程专业。从事钢铁行业热力设施设计工作。联系电话：(023)63548236。张军等蒸汽喷射泵设计计算程序设计19截面处，1点)，气流速度达到音速，即马赫数简化计算数学模型前，做以下假设：等于1。工作蒸汽在进入工作喷嘴的渐扩段后，(1)将蒸汽喷射泵内流动的工质当作理想压力进一步下降，气流速度进一步增加，达到超气体处理。音速状态，在工作喷嘴出口截面处，工作蒸汽的(2)工质在蒸汽喷射泵内的流动是一维稳气流速度可达900～1200m／sl-4J。态绝热流动，工作蒸汽在工作喷嘴内的流动是一1．2．2混合阶段个等熵膨胀过程，工作蒸汽与被抽吸气体的混合2点截面3点截面为工作蒸汽与被抽吸气物在扩压管内的流动是一个等熵压缩过程。体的混合阶段。(3)工作蒸汽与被抽吸气体在混合室内开工作蒸汽在工作喷嘴出口截面处所形成的高始混合。速气流会在工作喷嘴出口附近形成低压区域，压(4)工作蒸汽与被抽吸气体具有相同的比力相对较高的被抽吸气体就会在压力差的作用重和热比容。下，被吸入到混合室。被抽吸气体在e点被吸入(5)工作蒸汽和被抽吸气体都处于饱和状抽气器，从e点流动到3点的过程中，速度不断态，且它们在进入蒸汽喷射泵时的速度可忽略不增加，压力在e点一2点段不断下降到工作蒸汽计，混合物从扩压管排出时的速度可忽略不计。在工作喷嘴出口截面处(2点)的压力。此后在2．2建立数学模型混合室段和喉管前段(2—4)混合物的压力就在上述假设前提下，建立蒸汽喷射泵设计的一直保持恒定值，即P2=P。=P。=P。在混合室简化计算数学模型】[引。的前段(2一s)，工作蒸汽与被抽吸气体开始混蒸汽喷射泵内的质量平衡方程：合。在高速工作蒸汽流的携带作用下，被抽吸气／7／,=m(1)体的速度不断增加并达到超音速状态(在s点截被抽吸气体与工作蒸汽的质量流量比：面处达到音速)。而工作蒸汽因此速度不断下=m,／me(2)降，在混合室的后段(s一3)的某一截面处工为了便于分析和计算，可用马赫数来描述工作蒸汽与被抽吸气体的流动速度达到