文丘里管射流器的主要性能.docx

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文丘里管射流器的主要性能

文丘里管射流器的主要性能参

数研究

在研究文丘里管工作原理的基础上，提出了确立文丘里管射流器的主要性能参数：

耗水量与吸风量的计算方法，并经过实验考证了该计算方法的正确性，有益于文丘里管射流器在煤矿降尘工作中的进一步推行。

重点词：

引射；吸风量；水雾活塞

跟着放顶煤工艺的渐渐推行，放煤口成为放顶煤综采工作面的最大产尘源之一。

放煤时的刹时粉尘浓度有时可高达万余mg/m3，对作业人员的身体健康危害性极大。

喷雾方式控制煤矿粉尘是经济的，也是有效的。

在适中的喷雾压力和较少耗水量的状况下，文丘里式喷雾降尘装置对煤矿粉尘，特别是呼吸性粉尘的降尘成效特别显然

[1]。

图1文丘里管工作原理表示图

1文丘里管射流器的工作原理

1.1文丘里管的工作原理

如图1所示，高速水流经过文丘里管的变径后，速度急剧增大，压力减少，从喷嘴喷出的水雾锥体，在直径等于引射管内径后受管壁拘束而变成圆柱体，此水雾圆柱称为水雾活塞，跟着水雾从喷嘴喷出，水雾活塞沿引射管高速运动并从发射出口高速射出，水雾锥的后部形成真空，外面空气络绎不绝地从吸气口吸入引射管，这些新吸进的气体在引射发射管内与水雾锥碰撞混淆，并随水雾从发射口喷出，若吸入的是含尘气体，则粉尘被强迫在水雾中运动润湿或粘结成较大

颗粒被发射出引射管后，很快失掉在空气中的悬浮能力而下降下来，进而实现降尘的目的[2]。

1.2文丘里管中流体流动特征剖析

文丘里管是利用流体在变截面管道中流速、压

力和状态的变化来实现预期的能量变换的目的。

由于高压喷雾并引射含尘空气，因此可依据稀颗粒群两相流动中的均相流动模型，可把流经文丘里管的雾流和含尘空气假设为平均、理想的流

体，流动过程也是可逆且绝热的[3]。

文丘里管中的混淆流体经过管中变径后，马赫数会有突变，即速度会有很大的变化。

在喷嘴构造参数确立的条件下，文丘里管中的水流速度直接影响整个装置的吸风能力，因此，有必需进一步研究文丘里管射流器在不一样喷嘴张口条件下的吸风量与耗水量的大小。

2耗水量及吸风量的理论计算

2.1耗水量的计算[4]

依据薄壁孔口流量计算及管嘴流量计算公式：

式中△p——孔口前后压差，Pa；

A——孔口面积，m2ρ——流体的密度，kg/m3；μ——流量系数，与喷嘴出口构造有关；

q——流量，即耗水量，m3/s。

可知：

喷嘴耗水量与孔口大小及孔口前后压差有关。

2.2水流流速的计算[4]

依据理想流体连续性方程的推导公式：

式中q——喷嘴耗水量，m3/S；d——喷嘴张口直径，m；V——水流流速，m/s。

将式

（1）代入式

（2）计算出喷嘴流速：

2.3风速的计算

依据伯努利定理的特别形式[5]，关于完整气体可压缩等熵流，伯努利方程变成：

式中γ——大气温度的直降率，关于双原子气体γ取1.4；

ψ——体积力场的势能，而且它不过空间地点的函数；

ρ——空气密度；

V——空气流速，依据均相流模型理论，该空气流速为喷嘴出口水流流速[4]；

C——常数。

依据图2所示，取A1及A2两断面，有关于标准大气压，取中心线为基准平面，联立伯努利方

程

图2模型简图及流体断面选用

由于取管中心线为基准，即z为0，因此可得断面A2处的风速

式中，V为喷嘴水流流速。

2.4吸风量的计算

将上述所得V2代入理想流体连续性方程，即可获得吸风量：

A2为接受管截面积与喷嘴截面积的面积差，由

式（7）可得出吸风量主要跟喷嘴前后压差、接受管面积、喷嘴构造及张口大小、喷管截面积有关。

3计算举例

以孔口直径1.5mm，孔口前后压差6MPa为例，由式

（1）可计算出耗水量为6.96L/min，由式

（3）可得断面A1水流速度为65.7m/s，由式（5）和

式（6）可得断面A2处的风速为52.2m/s，由式（7）

得吸风量为16.36m3/s（接受管直径为90mm，喷管外径取为38mm）。

4文丘里管射流器的实验研究

4.1实验系统设计

实验室研究文丘里管射流器，主要观察2个参数：

射流器耗水量和吸风量。

在引射风量必定的状况下，希望耗水量越小越好，这样不只能节俭用水，还能够减少对废水的办理工作。

图3测试系统

实验室测试系统如图3所示。

该系统中高压泵对进水加压，经压力表及流量计进入射流装置的喷嘴，在射流器喷管中以水雾活塞形式向外喷

出。

能够用溢流阀调理系统进水压力的大小，知足实验设计的要求。

用皮托管负压计能够测得文丘里管所产生的负压值，进一步能够算出文丘里

管吸风量，由流量计能够测得射流器的耗水量，计算耗水量与吸风量的比值，就能够获得文丘里

管射流器的液气比[6]。

4.2实验数据采集

影响文丘里管射流器吸风量的最重要要素有：

供水压力和喷嘴构造[6]。

实验时对3种不一样直径的喷嘴进行实验：

d=1.2mm；d=1.5mm；d=2.0mm。

实验结果如表1所示。

表1实验系统设计

从实验数据可知，当喷嘴直径d=1.5mm，压力为6MPa时，耗水量为7.1L/min，吸风量为16.92m3/min，与举例的计算值很靠近，其偏差

值在4%之内。

由实验数据能够获得不一样喷嘴张口下的耗水量、压力及吸风量（接受管直径D=90mm）之间的关系曲线如图5所示。

图5耗水量、水压、吸风量有关曲线图

5小结

经过对文丘里管射流器工作参数的理论计算，得出在装置构造确立的状况下，吸风量与耗水量的计算方法，而且经过实验数据的考证，证明该计算方法合理可用，实验结果表示关于确立构造

的文丘里管射流器，其工作水压与耗水量及吸风量成线性增添关系，耗水量及吸风量的大小受工作水压的影响最大，其次是喷嘴和接受管构造等。

文中鉴于流体力学理论的耗水量及吸风量的计算公式，观点清楚，适用可信，为文丘里管射流装置在煤矿产尘点的推行应用供给了理论依照。