[其他]用于射流曝气的引射喷嘴

说明书

为了向水中充氧，在污水处理中要使用各种类型的曝气器，射流曝气器就是其中的一种，其动力效率与其它曝气方法差不多。为了提高其充氧能力与动力效率，特对原喷嘴作如下改进。

现在使用的射流曝气器喷嘴为简单的圆孔，其产生的射流水柱分散不好，所以带气量不多；同时也增加了气水混合段的长度，这就要求很长的喉管（长2米左右），使其逐渐分散带气。喉管越长损失的位能越多（当射流器竖放时）。

在一定的背压下，为了提高带气量就要提高射流速度，并使射流很快分散；这就缩短了气水混合段的长度，即可减短喉管长度，同时使气水混合物的位能增加、背压增加。引射喷嘴即可完成上述任务。

下面以附图来说明引射喷嘴的构造及作用。

图1是射流曝气器的总装图，其中1为引射喷嘴，2是吸气室，3是喉管，4是扩散管。引射喷嘴要比进气口下缘低h≥30毫米，这样有利于深水启动。

图2是引射喷嘴构造图，其中5是射流孔，6是圆锥孔，7是稳定孔，8是出口。

水从射流孔5以直径d₁喷出后，由于其流速V＞10米／秒，所以它就把空气带走，使A处形成负压。在此负压作用下，空气将从稳定孔7吸入，因其孔径很小（d₃≤1毫米），进气量不能与射流带气量相平衡，使A处压力继续下降。在此负压作用下，空气将从引射喷嘴出口8吸进来，当进气量与带气量平衡后，就使A处维持一个不变的负压。这将使A、B两处的压力差加大，A处的负压值就等于给水泵增加了一个同等大小的压头，从而使射流速度提高。提高射流速度即可增加带气量，同时提高背压。在A处形成负压的关键就是使射流在出口处将将能贴上管壁。从出口8处吸进的空气与射流冲撞而发生嘶嘶声，同时使空气掺入射流中，使射流呈乳白色，高速喷出。喷出后在吸气室2与喉管3中进一步带气，这样就比原来的射流器掺入更多的空气，与两级射流器相似。

由于A处的负压及气水冲撞，在圆锥孔6的诱导下使射流分散，从而提高了带气量、减短了喉管长度。射流经L₁后直径将由d₁增加到d₂，扩散角显著加大。

由于负压存在于喷嘴内部，所以吸气室2的压力可以从负压提高至大气压；即把吸气室2的进气口开大。由于这一压力提高，就使射流带气量增加（n＝ (PV)/(RT) ，即n∝P），同时也提高了背压。使射流器可以更加深入水中，提高氧的利用率。

为了提高氧的利用率，就要增加射流入水深度，因为气水混合物的动能转变成压能时效率低，所以不能靠提高射流速度来提高入水深度，而应提高喷嘴距水面的高度（射流器竖放时），用提高位能的方法使射流器扩散管出口的静水压与管外静水压相同，使射流器出口最深。为减少气泡合并，扩散管4宜逐渐扩大至出口。

圆锥孔6可以加大射流分散。稳定孔7的作用是形成稳定的射流工况，防止产生贴壁水流，使射流变成低速满流。

由于引射喷嘴既提高了射流速度，又提高了背压，既提高了带气量，又提高了射流入水深度，所以它可以提高射流曝气器的充氧能力与动力效率。

已经做过小型引射喷嘴试验，其d₁＝4毫米，d₂＝7毫米，d₃＝0.5毫米，L₁＝50毫米，L₂＝2毫米。当射流速度V≥11.5米／秒时，掺气良好，喷嘴发出嘶嘶声，射流呈乳白色。射流喷出后继续扩张，在前进150毫米后直径达25毫米。当L₁＝42毫米时，负压小，掺气少，初始速度要高些才行（V≥14米／秒）。我们把使射流呈乳白色的最低速度叫临界速度。它与 (d₂)/(d₁) ，L₁大小有关。

实际使用的射流器d₁已经指定了。取L₁＝100毫米，L₂＝3～5毫米，逐渐扩大d₂并观察掺气情况及水流扩张情况，在出口处水流能贴着管壁且发出嘶嘶声，射流呈乳白色喷出为好。记录射流速度及压力，就可以决定在此 (d₂)/(d₁) ，L₁时的临界速度和临界压力。改变L₁重复试验。从中选出最低临界速度所对应的d₁、d₂、L₁值作为实用值。