广一水泵厂丨水喷射器特性方程的推导

 为简化推导，假设工作流体与被引射流体在引水室中没有混合，及工作流体在混水室入口所占截面积为pf。在此假设下推导的水喷射器特性方程式，广一水泵厂对广泛实际应用的水喷射器的几何尺寸的情况，在设计的喷射系数下，该最佳距离条件为：水喷射器喷嘴出口自由流束截面与混合室入口截面相等。为了正确计算选择喷嘴在喷射器的位置，必须计算自由流束的两个尺寸：自由流束的长度lc1和离喷嘴截面处lc2的自由流束的直径d4。如下图所示。

实验常数取较小值，当喷射系数较大时，取实验常数较大值。扩散器长度设计计算是按照8°~10°扩张角计算的：在供热工程中，水喷射器一般应用于换热站或建筑物入口处，利用管网“富余压头”产生供水资用压头抽引热网回水起到混水的作用。广一水泵厂在换热站的混水主要是为了将一级网高温水与热网回水混合得到适合二级网使用的水温，使一级网在“小流量，大温差”工况运行，节省一级网水泵能耗；在建筑物入口的混水主要是为了加大室内的循环水流量，使热用户在“大流量，小温差”工况运行，改善现有的单管顺流式供暖系统由于供回水温差大引起的垂直失调，以及改善由于用户入口温度达不到设计温度而引起的供热不足的现象。

随着近些年来建筑业的迅速发展，广一水泵厂现有的集中供热系统由于多方面的原因，不能跟上建筑业的发展，使得部分老供热系统采取增质不增量的供热方式，即提高供水温度，而不加大循环水的流量。对于老式供热系统，室内采暖形式一般采用的是单管顺流系统。这种增质不增量的供热方式使得室内采暖系统垂直失调更加严重：环路上层房间出现过热，甚至需要开窗，室温达到22℃~28℃，热量严重浪费；而处于环路底层的房间，室温往往连16℃都达不到，根本达不到供热的基本要求。现在解决这种问题的办法一般是采用混水泵混水，加大室内采暖系统的循环水量，从而减轻室内供暖系统的垂直失调，但是加入循环水泵不仅对整个供热系统水力工况有很大的影响，而且加大了供热系统的能耗。

经研究，在外网压力许可的前提下，广一化工泵应用水喷射器混水是一种非常节能的方法。对于现在的区域锅炉房供暖系统，一般的设计供回水温度为95/75℃，经过水喷射器混水之后，其设计供回水温度可定为95/85/60℃，即水喷射器设计喷射系数u=0.4，查附录1可知，最佳压降比ΔPg/ΔPp=0.36887。对于散热器采暖热用户，其室内阻力损失一般在1~1.5m水柱，也就是说室外管网只需提供2.7~4.0m的资用压头即能满足水喷射器的运行工作。

对于一般的供热系统，除了最不利用户外，一般都能够满足12层居住建筑应用水喷射器的资用压头。这为水喷射器混水直连供热系统可行性提供了前提条件。在建筑物入口处应用水喷射器混水直连设计过程中，应该注意一定要校核室外管网提供的工作流体压头是否满足，只有在外网资用压头满足的前提下，才可以应用水喷射器，这样才能使得水喷射器在设计效率下运行，水喷射器才能获得最大的输出压头ΔPg。水喷射器混水直连热力入口装置图如下：

现有高层居住建筑采暖系统中，高低区的连接方式除了表面式换热器间接连接之外，广一化工泵一般都采用的是直接连接方式；高低区直接连接中必然存在着高区回水压力高的问题，如果直接回到回水管网中，就会影响低区供暖系统的回水水力工况，使得低区回水倒灌等现象。目前采取的最为广泛的方式为“阀门隔绝式”系统，即将高区回水压力通过阀门将其降压，然后再回到回低区系统之间与外网直接连接，依靠外网的供回水压差提供循环动力（或通过低区循环水泵提供）；高区系统通过加压广一离心泵1将室外供水加压之后送至高区供暖用户，然后通过节流阀4节流降压之间回到室外回水管网。该供暖系统虽然具有结构简单，占用空间少，造价低等优点，同时还是现在最为广泛采用的系统；但是它将加压水泵提供的压头白白浪费掉，对水泵的节能无益。

提出一种应用水喷射器来代替节流阀，利用高区回水“富余压头”抽引低区回水，增加低区系统循环动力的供暖系统形式。该系统工作原理如下：高低区回水由于存在压差，以高区回水为工作流体，低区回水为被引射流体，经水喷射器混水之后，将高区回水的压力降低，低区回水压力升高，这既利用了高区回水由于压力高需要减压阀降压而白白浪费增压广一离心泵的能耗，还提高了低区循环动力，减小低区循环水泵的扬程而降低其能耗。在设计参数合适时，可以使得低区系统无水泵运行。其系统连接示意图如图2（b）所示。

在该系统设计过程中，水喷射器的选择是最重要的部分，首先广一水泵厂根据高低区负荷与供回水温度计算循环水量，然后根据高低区循环水量来确定水喷射器的喷射系数。

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