中心射流泵多參數(shù)優(yōu)化設(shè)計

李春樂，李永鵬，陳 煒，李向陽

（西安航天動力研究所，陜西西安710100）

0 引言

因無運動部件且結(jié)構(gòu)簡單，射流泵被廣泛應用于各個行業(yè)中[1]。影響射流泵性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)較多，但國內(nèi)大多數(shù)僅分析射流泵中一、二個參數(shù)與性能的關(guān)系[2]，而性能隨參數(shù)變化規(guī)律是隨著其它參數(shù)變化而變化的[3]，只分析一、二個參數(shù)已無法滿足越來越精細化的設(shè)計。

本文通過多參數(shù)優(yōu)化設(shè)計對中心射流泵進行研究，以效率最大為優(yōu)化目標，提出了中心射流泵的一種優(yōu)化設(shè)計方法，可以同時分析多個參數(shù)對泵性能的影響，得到最優(yōu)結(jié)構(gòu)。

1 中心射流泵簡介

中心射流泵基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由三部分組成：噴嘴、喉管和擴散管。其工作原理是將工作流體通過噴嘴高速噴出，同時靜壓能部分轉(zhuǎn)換為動能。管內(nèi)形成低壓，液體被吸入管內(nèi)。兩股液體在喉管中進行混合和能量交換，工作液體速度減小，被吸液體速度增大，在喉管出口處速度趨于一致。混合液體通過擴散管時，隨著流道的增大，速度逐漸降低，動能轉(zhuǎn)化為壓力能，混合液體壓力隨之升高。

能量交換主要發(fā)生在噴嘴出口至喉管末端[4]，這一段結(jié)構(gòu)對中心射流泵性能影響最大，主要由4個結(jié)構(gòu)參數(shù)組成：

1)面積比m-喉管面積與噴嘴出口面積之比，d22/d12；

2)喉嘴距系數(shù)A1-喉嘴距與噴嘴直徑之比，L1/d1；

3)喉管長徑比A2-喉管長度與喉管直徑之比，L2/d2；

4)漸縮段角度α。

圖1 中心射流泵示意圖Fig.1 Schematic diagram of center jet pump

以上述4個參數(shù)為變量，效率最高為優(yōu)化目標，對中心射流泵進行多參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，本文所研究的中心射流泵工作流體壓力較高，工作流體與被吸流體壓力比不小于10。……