什么是蒸汽噴射器？工作原理是什么？

2022-02-17

蒸汽噴射器是一種利用高壓流體(稱為工作流體)吸入低壓流體(稱為注射流體)以提高注射流體壓力的設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定、運(yùn)行成本低，應(yīng)用廣泛。例如真空系統(tǒng)、冷卻周期、化工、火箭、噴氣式飛機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)、核電站的核心冷卻系統(tǒng)等。

　　蒸汽噴射器是使用蒸汽作為工作流體的一種噴射器。雖然各種特定用途的蒸汽噴射器追求的目的不同(例如蒸汽噴射真空泵要求在特定注射壓力下噴射系數(shù)達(dá)到至大值，或者在需要特定注射介質(zhì)流量的情況下達(dá)到至小注射真空度)。蒸汽噴射式熱泵要求在特定工作壓力或工作負(fù)荷下可獲得的壓縮比至大，但基本工作原理相同。也就是說，工作蒸汽在拉伐爾噴嘴中加速形成超音速射流，而注射流體由于與工作蒸汽的剪切作用而被吸入混合室，逐漸形成單一均勻混合流體，經(jīng)過擴(kuò)散段減速壓縮到一定背壓后排出噴射器。

　蒸汽噴射器是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。它是具有一定能量(壓力和流量)的工作流體，將靜壓能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，通過噴嘴噴出形成高速射流。由于射流與空氣之間的夾帶和湍流擴(kuò)散，將吸入室內(nèi)的氣體帶走，從而產(chǎn)生局部真空狀態(tài)，吸入的流體在外界大氣壓力的作用下進(jìn)入泵室。伴隨著高壓高速的流體，被帶入咽喉，與它混合并交換能量。在喉管內(nèi)，由于氣體分子的湍流作用，工作流體將一部分動(dòng)能和熱能傳遞給被吸流體，使被吸流體的動(dòng)能和熱能增強(qiáng)，工作流體的速度減慢，而被吸流體的速度逐漸加快。在喉管末端，兩股流體速度逐漸趨于一致，混合進(jìn)人擴(kuò)散室，然后流速逐步降低，壓力上升。完成中等品質(zhì)的蒸汽以利于下一步應(yīng)用。

　　蒸汽噴射器的工作過程大致可分為三個(gè)階段:

　　(1)工作流體可以形成高速射流，將壓力轉(zhuǎn)化為動(dòng)能階段。

(2)在工質(zhì)和噴射器的混合階段，兩種流體進(jìn)行質(zhì)量、動(dòng)量和能量交換，噴射器的速度提高，工質(zhì)將噴射器輸送到擴(kuò)散段。

　　(3)壓縮階段，即擴(kuò)張器中的兩種流體在繼續(xù)能量交換的同時(shí)，逐漸壓縮，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能量，混合流體從噴射器中排出。

　 使用范圍

　　1、能量高的高溫高壓蒸汽通過噴射高速射流吸引低壓蒸汽，用于生產(chǎn)工藝所需的混合溫度和壓力的蒸汽。這是解決工藝所需的比較節(jié)能的形式(相對(duì)于減溫減壓器)，也比較方便。

　　2、通過蒸汽射流吸引一定量冷水加溫到所需溫度，送到必要的地方，用于取暖和生活用水。

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