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水射器的特性计算及设计
2019-08-01 12:46:26
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  水射器的特性计算及设计


  水射器是真空浓缩系统中重要的设备,具有抽真空、排水、冷凝、为一体的重要有效能转换的装置。它是利用一定压力的水流通过对称均布成一定倾斜度的射嘴射出,聚合在混合室喉部的焦点上,由于射射水流速度很高,于是在其周围形成负压,使水射器内产生真空并抽吸空气与二次蒸汽。由于二次蒸汽与射射水流直接接触,进行热交换,绝大部分的蒸汽凝结成水,极少量未被冷凝的蒸汽与不凝结的气体与高速射射的水流互相摩擦、混合与挤压,通过扩散管被排除,使水射器内形成更高的真空。多射嘴水力聚焦喉部的集束度是其抵抗外压与封水能力,进而保证较高负压的关键。


  目前水射器厂家的产品性能和实际应用,均要求该设备安装高度4.5米以上,且排水尾管长3米以上,如果直连上冷却塔装置,安装高度达7.5米以上,这对单层建筑使用极为不便,独立安装则需搭建较高铁架,安装及维修均很不利。就其原因是水射器的多射嘴水力抵抗外大气压的能力较低,必须借助安装的高位差,使下水管产生一定的抽水效应,帮助水射器能在较高的真空状态(-0.085MPa~-0.092MPa)下正常工作,否则将会倒进水而使真空破坏。


  以下就水射器的普遍水力特性进行计算,并提出能安装高度1.5米左右,若不用循环水泵,直连冷却塔装置而安装高度只需不到4米的解决方案。


大地棋牌游戏  水射器排水尾管的下水能力


  排水尾管下水能力是指混合室喉管直径确定后,多射嘴打出的水通过喉部的顺畅程度,即通过流量Q所需要的最小喉管直径d。喉径过小则下水能力不足,过大则水射器水力抵抗外大气压的能力大为下降。水射器射流集束度即聚焦好坏与喉径密切相关,对一台制成的水射器,其抵抗外压的能力是确定的。


  水射器下水过程


  高速射射的水流形成的负压会抽吸周围大量的空气,从而使射流夹带空气冲向集水混合室的“喇叭”入口端,形成大量的白水泡泡和剧烈的水流旋滚区,这是水力机械能损失最大的地方,如果水流不能及时下行,旋滚区高度h会上升,此时能量损失更大。旋滚区水流借助重力和射射水压挤向集水混合室的喉部,再从扩散管排出。


  水射器水流股由于水力特性,都会有一个圆心张角,即使设计加工时射嘴的水力焦点完全重合,也会因此形成射射束环D0比设计时大不少,D0值与射嘴内部加工精度和流线性能密切相关。


  水射器操作过程中出现的问题及其处理


  这方面的表现不外乎是:


  (1)开始时就达不到设计要求的真空度;


  (2)原来操作中良好的真空度突然地或者逐渐地受到破坏;


  (3)真空度根本建立不起来。


  如果设计方法正确,负荷满足,制造和安装质量好,一般的说来达不到设计真空度不是抽空器本身的问题,而是其他因素造成的。首先可以检查一下整个真空系统有没有泄漏,还有二种检查法。当整个系统处于真空状态下有泄漏,必然会产生尖叫的噪音,找到噪音的产生点,并加以堵塞焊补即可。或者把真空操作停下来,真空系统的所有进出口全部盲死,再用蒸汽试压,如有蒸汽冒出来,就是泄漏点,加以修补即成。

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  如果不是由于泄漏的原因,应该检查一下冷却水和工作蒸汽的情况。


  冷却水只需检查有没有水流,水压够3公斤/厘米2能够压到15米高度的高位抽空器即行。


  工作蒸汽方面则应检查其温度和压力是否满足设计条件。当工作蒸汽的温度或压力低于设计要求,工作蒸汽通过射嘴时绝热膨胀所做的功不能满足,于是影响抽真空的真空度。


  工作蒸汽压力的提高,会对真空度有所帮助,但不是正比增加的,当压力增加至某一定值后,再提高压力真空度也不会有什么变化。


  工作蒸汽的过热度过大时,甚至可能反而使真空度降低。


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水射器


  饱和的工作蒸汽经过长距离的输送,部分冷凝,形成湿蒸汽。湿蒸汽中的水滴较多时,往往由于水的表面张力的原因,很容易将射嘴的喉孔堵住,蒸汽通不过,不能做功,于是真空度也建立不起来。有时湿蒸汽中的水滴较少,虽然不会堵住射嘴的喉孔,但水滴在蒸汽的夹带下,通过射嘴的喉孔时也有很高的速度,一二个月以后,往往在射嘴喉部出现多条沟槽,沟槽的出现也会使真空度显著地降低。因此必须先用水分器将蒸汽中的水滴除掉,最好采用稍微过热的蒸汽。


大地棋牌游戏  新建装置的管线中,一般都有焊渣、锈皮等机械杂质。虽经过水冲洗,总不能完全除尽。蒸汽管线中工作蒸汽的较大速度的驱动,能将粘附于管壁的焊渣、锈皮等机械杂质冲刷下来,随着工作蒸汽向前流动。当抽空器的射嘴喉径较小,而焊渣的颗粒又较大时就容易堵住射嘴的喉孔。从而减少了工作蒸汽流通量。甚至全部堵死,工作蒸汽完全被截住,真空度就建立不起来。射嘴受堵后,如用一金属棒一端接触于抽空器射嘴部位附近,另一端按在自己耳朵根部是听不到蒸汽的畅流声的。


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