第３６卷第４期　２　０　０　０年４月　冷扁学垃　

ＡＣＴＡ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡ　ＳＩＮＩＣＡ　Ｖｏ１．３６　Ｎｏ　４　

Ａｐｒｉｌ　２　０　０　０　

提高气体喷射器效率的有效方法　邢桂菊主蛊忠　（鞍山钢铁学院材鹌蒋孚与工程系，鞍山１１４００２）　７　ｆ／　

况下，改变喷口在吸凡管的位置，可以使喷射器效率提高３０％以上　关醐　，　塑抽力（　，　ｚ程　

中围法分类号ＴＫ＇４１３．８４　文献标识码　Ａ　文章编号０４１２—１９６１（２０００）０４－０４４５－０４　

ＴＨＥ　ＥＦＦＥＣＴＩＶＥ　ＭＥＴＨｏＤ　ｏＦ　ＩＮＣＲＥＡＳＩＮＧ　０Ｆ　ＥＪＥＣＴｏＲ　ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ　ＵＳＥＤ　ＩＮ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　

ｘＩＮＧ　Ｇ岫　．Ｌ１　ｗｅｎｚｈｏｎｇ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆＭａｔｅｒｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａｎｓｈａ￣Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＩｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ　ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩ　Ａｎｓｈａｎ　Ｉ１４Ｄ０２　Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔ：ｘＩＮＧ　Ｇａｉｊｕ，ｓｅｎｉｏｒ　ｅｎｇｉｎｅｅｒ￣Ｔｅｌ：（ａ４１ｇ）５５９＇｛｛ｅ｝Ｆａｘ：ｆｏ｛ｉ２）５５６￣０６，　Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｊｚ￣ｐｕｂｉｉｃ２．ａｓｐｔｔ．Ｉｎ．ｃ　Ｍ￣ｕｓｃｒｌＤｔ　ｒｅｃｅｉｖｅｄ　１９９９－１￣－－０８，ｉｎ　ｒｅｖｉｓｅｄ　ｆｏｒｍ　２ＯＯ０＿０ｌ＿０６　

ＡＢＳＴＲＡＣＴ　Ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｎｏｚｚｋ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｅｊｅｃｔｏｒ、ｖａｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｅ￣ｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ａｎｄ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｅｊｅｃｔｏｒ　ｍａｙ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｖｅｒ　ｔｈｉｒｔｙ　ｐｅｒｃｅｎｔ　ｂｙ　ｃｈａｎｇｉｎｇ　ｎｏｚｚｌｅ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｓｕｃｔｉｏｎ　ｐｉｐｅ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ　ｅｊｅｃｔｏｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．　ＫＥＹ　ｗ０ＲＤｓ　ｅｊｅｃｔｏｒ，ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｅｊｅｃｔｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ１　ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　ｌｏｓｓ　

喷射器的理论及其装置，早已广泛应用于动力工程和　近似于动力工程的技术领域中，关于喷射器的理论和设计　计算，前苏联热工研究所，莫斯科动力学院等在５Ｏ—６０　年代进行了大量的实验研究，其各种喷射器的计算公式和　特性曲线一直为人们采用和借鉴ｌ　．　近十几年来，国内外的不少研究者对喷射器优化设计　进行了深入探讨，并借助于喷射器改进各种工艺流程，或　者采用喷射器解决了工程上一些重要的局部问题，如冶金　工业的燃烧、排烟及换热器系统；石油化工、酿酒、食品，　纺织行业回收高温凝结水，低压放散汽和闪蒸汽，放散的　低压瓦斯装置；热电动力的汽轮机压力匹配器和减压，减　温器以及炉烟水处理结构；化肥工业甲醇洗、铜洗工艺改　进设备：建筑空调方面的采暖，通风系统：喷射吸收式制冷　系统对太阳能热源及低品位不稳定热源的利用：医疗、医　药界输氧及粉剂、颗粒剂液体输送等等，甚至人们在日常　生活中使用的煤气燃烧炉、简易淋浴器都离不开它［２－８Ｊ．　

收到栅Ｉ奇日期：１０９９－１２－０８，收到修改椿日期：２０００－０１－０６　作者简升：邢桂菊，女，１０５５年生，土家族．高级工程师，硬士　

但有关如何提高喷射器效率，特别是在现有喷射器结构基　础上，通过改变喷口位置　进一步提高喷射器技率的研究　尚少见报道．　１气体喷射器的基本原理及效率计算　气体喷射器简图见图ｌ＿　

朗１气体喷射器茼田　Ｆｉｇ　１　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｉｒ￣ｊｅｃｔｏｒ　

当带有一定动头的喷射气体Ｕ（ｍ　／ｈ），　从直　径为ｄｌ（ｍｍ）的喷口喷出时．与周围被喷射的气体　（ｍ。／ｈ）（　和　气体同相）发生碰撞，进行动量交　换，从而带动了　气体向前运动，两种气体在混合管内　混合．　在有限的混台管内，当前面的气体被推向前进时，后　面的气体变得稀少而使压力下降　即在吸人管出口附近和　金属学报　３６卷　混合管人口段的一定范围内，造成一定负压，促使被喷射气　体　不断被吸入混台管内，又不断地被喷射气体带走　喷射气体的喷射动能越大，造成的抽力越大，因而被带走　的气体量也越多，如图２所示　田２喷射动能与抽力及被喷射量的关系　Ｆｉｇ．２　Ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　５　ｅｊｅｃｔｉｏｎ　ｋｉ－　ｎｅｔｌｃ　ｅｎｅｒｇｙ　当喷射器结构固定时，无论如何改变喷射速度的大　小，被喷射气体与喷射气体基本上自动保持成正比的关　系，即喷射系数　／　几乎不变．　所谓喷射器的效率（　）就是单位时间内被喷射气体　所获得的有效功与喷射气体在喷射器中所消耗的能量之　比．被喷射气体所获得的有效功，是指被喷射气体　从　图１中的断面０到断面４，绝对静压力由Ｐ０升高到　时所获得的能量，即　Ｅ２＝　＋孚　）一（ｐ０＋孚　）］　式中，呲）为被喷射气体在断面０时的速度，ｍ　为　混台气体在断面４时的速度．被喷射气体的动能增量为　（１／２）ｗ４２ｐ－（１／２）ｗ０２ｐ，由于该值较小，且往往不能利用，　其有效能量　Ｅ２＝　（ｐ４一Ｐｃ）　而喷射气体Ｖ１从图１中的断面２到断面４所消耗的能　量为　毋＝　（Ｐ。－Ｉ－孚　）一　－Ｉ－孚　）］　式中，＂ｌ为喷射气体在喷出口处的速度．因　相对于　｝很小，可以忽略不计，则喷射器效率【　【　鲁　丽　。％　（１）　２影响喷射器效率的因素　２．１喷射气体的动能　如前所述．喷射气体的动能越大，带动被喷射气体的　能力越强．但是Ｈ气体带动　气体混台前进时将产生碰　撞损失，这种损失对提高喷射器效率起到一定约束作用，　它等于气体混台前，后的动能之差（用△Ｅ表示）　则　

△Ｅ＝　（一　［２）　喷射气体单位流量的碰撞损失　ＡＥ（　一　。（３）　

被喷射气体单位流量的碰撞损失　（一　（４）　由此可见，碰撞损失与气体开始混台时速度之差的平　方成正比【１Ｊ＿如果被喷射气体在混台前是静止的，而喷射　气体动能相对越大，速度差就越大，则这种碰撞损失也越　大，如图３所示　

圈３气体混合时碰撞的能量损失　Ｆｉｇ．３　Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ　Ｉｃｅｓ　ｉｎ　ｍｉｘｉｎｇ　ａｉｒ　

实际上，喷射气体单位流量的碰撞损失与被喷射气体　单位流量的碰撞损失之比恰恰等于喷射器的喷射系数，即　

６Ｅ￣／６Ｅ２＝　／Ｕ　当这种碰撞损失达到一定程度时，喷射器效率不会因　为喷射动能的增加而增加，相反会有所降低．如图４所示，　在不断增大喷射动能的情况下，　／Ｈ或者６Ｅ￣／６　１２与　

围４喷射动能对喷射系数及效率的影响　Ｆｉｇ．４　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｅｊｅｃｔｉｏｎ　ｄｙｎａｍｌｃ　ｅｎｅｒｇｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　（ｖ２／ｖ１）ａｎｄ　ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ（　）ｏｆ　ｅｊｅｃｔｏｒ　４期　邢桂菊等：提高气体喷射器效率的有效方法　４４７　喷射器效率　（％）的变化规律相似　２．２　喷射气体的喷口位置　对于气体喷射器的特性，混合管断面积Ａ３（直径ｄ３）　与喷射口断面积Ａｌ（直径ｄ１）之比起主要作用．喷射器　的吸入管一般都被设计成锥形，喷射口刚好位于锥形出口　处，这样可以提高喷射器的效率此时，Ａ３　之值便　决定了喷射系数　／Ｈ的大小如果改变喷射口在吸入　管的相对位置（见图５），就相当于改变丁Ａ３／Ａ　之比．　大量实验表明，Ａ３　ｌ增大，　／ｕ亦随之增大，结果　会使喷射器的效率进一步提高．　改变喷口的位置，实质上就是改变喷射器的抽力大　小．圈６ａ—ｄ分别为在同一喷射动能下不同的ｈ／ｄ　值　时，喷射器吸入管和混合管段的压力分布图．从图可见，　ｈ／ｄｔ值不同，喷射器抽力（负压区）大小也不同．　实测结果表明，在一定范围内增大ｈ／ｄｌ可以增加喷　

射器抽力，使被喷射气体吸入量增多，从而提高效率，以　至效率出现极大值（见表１）．在实验范围内，变化ｈ／ｄ　

圈５喷射气体的喷口在吸＾管段的相对位置　Ｆｉｇ．５　Ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｊｅｃｔｅｄ　ａｉｒ　ｎｏｚｚｌｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｕｃｔｉｏｎ　ｐｉｐｅ　

圈Ｂ不同ｈ／ｄ１时．吸＾管与混台管交接处的压力分布图　Ａ　ｋＰ，　＇９．５‘８　＇４．Ｏ５Ｓ　毫．●５３　矗ｏＴＯ　土４２２　７－鼍＇５　１３．柚７　１ｔ鲁ＯＯ　７．４．３９２　捌Ｌ拍６　

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Ｆｉｇ．６　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｉｎ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ｉｎｈａｌｉｎｇ　ｐｉｐｅ　ａｎｄ　ｍｉｘｉｎｇ　ｐｉｐｅ　ａｔ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｈ／ｄａ　（ａ）ｈ／ｄａ＝Ｏ．ＯＯ　（ｂ）＾／ｄ１＝０　８０　（ｃ）ｈ／ｄｌ＝ｌ　０８　（ｄ）ｈ／ｄｌ＝２．００