人工舉升理論第18講水力射流泵

1、人工舉升理論第第18講講 水力射流泵水力射流泵吳曉東水力射流泵水力射流泵 射流泵的結(jié)構(gòu)和工作原理射流泵的結(jié)構(gòu)和工作原理 水力射流泵由噴嘴、吸入室、混合室、擴(kuò)散水力射流泵由噴嘴、吸入室、混合室、擴(kuò)散管等幾部分組成。高壓工作液體經(jīng)壓力管路進(jìn)入管等幾部分組成。高壓工作液體經(jīng)壓力管路進(jìn)入射流泵中，工作液體經(jīng)過(guò)噴嘴后速度大大增加，射流泵中，工作液體經(jīng)過(guò)噴嘴后速度大大增加，高速液體將噴嘴附近的空氣帶走，并在噴嘴附近高速液體將噴嘴附近的空氣帶走，并在噴嘴附近造成真空，被抽送液體就被吸上來(lái)，兩種液體在造成真空，被抽送液體就被吸上來(lái)，兩種液體在混合室進(jìn)口處匯合，共同進(jìn)入混合室，在混合室混合室進(jìn)口處匯合，共同進(jìn)入

2、混合室，在混合室中，工作液體把一部分能量傳遞給被抽送液體，中，工作液體把一部分能量傳遞給被抽送液體，使后者能量增加，兩種液體在混合室混合后再進(jìn)使后者能量增加，兩種液體在混合室混合后再進(jìn)入擴(kuò)散管中，一部分速度能變?yōu)閴毫δ?，這種利入擴(kuò)散管中，一部分速度能變?yōu)閴毫δ?，這種利用工作液體的射流來(lái)輸送液體的設(shè)備稱為射流泵。用工作液體的射流來(lái)輸送液體的設(shè)備稱為射流泵。 通常，射流泵可以按照工作液體和被抽送通常，射流泵可以按照工作液體和被抽送液體的種類分為三種：用液體射流來(lái)輸送液體；液體的種類分為三種：用液體射流來(lái)輸送液體；用液體射流來(lái)輸送氣體；用蒸氣射的無(wú)桿抽油用液體射流來(lái)輸送氣體；用蒸氣射的無(wú)桿抽油設(shè)備中

3、及油田注水的供水系統(tǒng)中。設(shè)備中及油田注水的供水系統(tǒng)中。 混合液體的速度混合液體的速度v3為為 33fQQvpH射流泵的基本方程式射流泵的基本方程式 混合室的進(jìn)口斷面和出口斷面動(dòng)量方程混合室的進(jìn)口斷面和出口斷面動(dòng)量方程 )()(233322ppfvQQvQvpQHpHHp2322223322223211122pHppHpppppQQffQQfffffgfQH混合室的進(jìn)口斷面和出口斷面壓力降混合室的進(jìn)口斷面和出口斷面壓力降 射流泵的基本方程式射流泵的基本方程式 1323ppffffs噴嘴的出口斷面面積混合室的斷面面積pHQQq工作液體的流量被抽取液體的流量222232)1 (111122qsqss

4、gvHp幾何參數(shù)或射幾何參數(shù)或射流泵的面積比流泵的面積比工況參數(shù)或射工況參數(shù)或射流泵的流量比流泵的流量比 射流泵的基本方程式射流泵的基本方程式 具有圓柱形混合室的射流泵的理論壓頭表達(dá)式具有圓柱形混合室的射流泵的理論壓頭表達(dá)式 222222)1 (1) 1(222qsqssssgvHpi射流泵的實(shí)際壓頭射流泵的實(shí)際壓頭H等于所求得理論壓頭等于所求得理論壓頭Hi減去在吸入減去在吸入室、混合室和擴(kuò)散管中的損失，即室、混合室和擴(kuò)散管中的損失，即 擴(kuò)混吸hhhHHi射流泵的基本方程式射流泵的基本方程式 水力射流泵的效率水力射流泵的效率i：液體的有效能量除以輸入能量，在不考液體的有效能量除以輸入能量，在不

5、考慮攪失的條件下，它可用下式來(lái)表示慮攪失的條件下，它可用下式來(lái)表示 2222)1 (1) 1(22qsqssssqi射流泵的基本方程式射流泵的基本方程式 射流泵的特性曲線射流泵的特性曲線 水力射流泵理論特性曲線水力射流泵理論特性曲線當(dāng)不同當(dāng)不同s值時(shí)，深井射流泵特性值時(shí)，深井射流泵特性曲線曲線pH=3.45MPa， pp=27.6MPa，Qp=97m3/d；pp=41.4MPa，Qp=127m3/d1s=2.63，pp=41.4Mpa；2s=2.63，pp=27.6MPa；3s=5.56，pp=41.4MPa；4-s=5.56，pp=27.6Mpa當(dāng)不同面積比當(dāng)不同面積比s、噴嘴中損失系數(shù)為、

6、噴嘴中損失系數(shù)為0.03和混合室及擴(kuò)散管和混合室及擴(kuò)散管中損失系數(shù)為中損失系數(shù)為0.2時(shí)，射流泵無(wú)因次特性曲線時(shí)，射流泵無(wú)因次特性曲線p0泵給出的有效壓力對(duì)噴嘴處工作壓力的比值；泵給出的有效壓力對(duì)噴嘴處工作壓力的比值；m0被被送液體和工作液體質(zhì)量流量比；送液體和工作液體質(zhì)量流量比；p0m0 射流泵的特性曲線射流泵的特性曲線 射流泵的特性曲線射流泵的特性曲線 “科貝科貝”公司射流泵公司射流泵工作參數(shù)變化圖解工作參數(shù)變化圖解1pH；2；3氣氣蝕區(qū)邊界；蝕區(qū)邊界；4油井油井的指示圖（生產(chǎn)效率的指示圖（生產(chǎn)效率為）；為）；A工作點(diǎn)工作點(diǎn) 射流泵的設(shè)計(jì)射流泵的設(shè)計(jì) u最優(yōu)面積比最優(yōu)面積比 是水力射流泵裝

7、置效率最高時(shí)的面積是水力射流泵裝置效率最高時(shí)的面積比比 優(yōu)13pffu當(dāng)工作液體壓頭當(dāng)工作液體壓頭Hp和流量比和流量比q給定時(shí)，最優(yōu)面積比給定時(shí)，最優(yōu)面積比s優(yōu)優(yōu)是相當(dāng)于射流泵造成的最大壓頭值是相當(dāng)于射流泵造成的最大壓頭值Hmax 222422231312)1)(2(qqffp優(yōu)2混合室的速度系數(shù)，根據(jù)試驗(yàn)，混合室的速度系數(shù)，根據(jù)試驗(yàn)，20.975；3擴(kuò)散管的速度系數(shù)，擴(kuò)散管的速度系數(shù)，30.9；4混合室進(jìn)口的速度系數(shù)，混合室進(jìn)口的速度系數(shù)，40.925； 11/13313323ssfffffffffnppipn將將2、3、4值代入上式得值代入上式得 22802. 0)1 (221. 1nqq

8、sq012345610s優(yōu)1.223.87.2511.616.923.230.366.4n101.361.161.091.071.041.031.02s優(yōu)優(yōu)和和q與與n的關(guān)系表的關(guān)系表 射流泵的設(shè)計(jì)射流泵的設(shè)計(jì) 當(dāng)速度系數(shù)當(dāng)速度系數(shù)值不變時(shí)，最優(yōu)面積比值不變時(shí)，最優(yōu)面積比s優(yōu)優(yōu)只和流量比只和流量比q有有關(guān)，關(guān)，s優(yōu)優(yōu)值隨值隨q值的增加而增大（近似直線關(guān)系）。值的增加而增大（近似直線關(guān)系）。當(dāng)當(dāng)q0時(shí)時(shí)s優(yōu)優(yōu)具有最小值具有最小值，當(dāng)，當(dāng)q14時(shí)，時(shí)，s優(yōu)優(yōu)可用下列近似式來(lái)確定可用下列近似式來(lái)確定 ：qs9 . 3優(yōu) 當(dāng)水力射流泵的最優(yōu)面積比當(dāng)水力射流泵的最優(yōu)面積比s優(yōu)優(yōu)，即，即f3/fp1確定后

9、確定后 ，噴嘴噴嘴的出口面積的出口面積由下式來(lái)計(jì)算由下式來(lái)計(jì)算 ：pppppQf211 射流泵的設(shè)計(jì)射流泵的設(shè)計(jì) p 噴嘴直徑噴嘴直徑 11113. 14pppffdp 混合室的面積混合室的面積f31133ppffff優(yōu)p 混合室的直徑混合室的直徑d3 33313. 14ffd 射流泵的設(shè)計(jì)射流泵的設(shè)計(jì) 水力射流泵中噴嘴出口斷面離開(kāi)圓柱形混合室入水力射流泵中噴嘴出口斷面離開(kāi)圓柱形混合室入口斷面的最優(yōu)距離口斷面的最優(yōu)距離Lc和面積比和面積比s有關(guān)，有關(guān)， 當(dāng)當(dāng)s=1.53時(shí)，時(shí)， Lc=(0.51.5)d3 當(dāng)當(dāng)s=46時(shí)，時(shí)， Lc=(12.5)d3 當(dāng)當(dāng)s=725時(shí)，時(shí)， Lc=(19)d3混合室長(zhǎng)度混合室長(zhǎng)度l為為l=(68)d3 射流泵的設(shè)計(jì)射流泵的設(shè)計(jì) 擴(kuò)散管一般采用擴(kuò)散管一般采用均勻擴(kuò)散均勻擴(kuò)散，其擴(kuò)散角，其擴(kuò)散角58，Dc/d324，