水喷射真空泵的工作原理

水喷射真空泵是一种利用高速水流的动能来抽除气体、形成真空的设备，其工作原理基于流体力学中的 “文丘里效应" 和动量传递原理，具体过程如下：

核心结构

主要由喷嘴、吸入室、混合室、扩散室及循环水箱（或外接水源） 组成：

l喷嘴：将高压水（通常由水泵提供）加速至高速射流（流速可达 15~30m/s），是能量转换的关键部件。

l吸入室：连接被抽容器（或系统），气体从这里被吸入，与高速水流接触。

l混合室：高速水流与吸入的气体在此充分混合，形成气液两相流。

l扩散室：截面逐渐扩大，使气液混合流的动能转化为压力能，最终将混合流体排出。

工作过程

1.高速射流形成
高压水（一般需 0.2~0.5MPa 的工作压力）通过喷嘴时，由于喷嘴截面急剧收缩，水流速度急剧增加，形成高速射流。此时，喷嘴出口处的水流动能增大，静压能降低，甚至形成局部低压区。

2.气体吸入
高速射流在吸入室内产生强烈的卷吸作用，使吸入室与被抽容器（或系统）之间形成压力差。被抽容器内的气体在压力差作用下，通过吸气口进入吸入室，与高速水流相遇。

3.气液混合与输送
高速水流的动能传递给气体分子，使气体被破碎成微小气泡，与水充分混合形成气液两相流。混合流在惯性作用下进入混合室，继续向前运动。

4.压力恢复与排出
气液混合流进入扩散室后，由于扩散室截面逐渐扩大，流体流速降低，动能转化为压力能，混合流的压力逐渐升高，最终超过大气压，通过排水口排出到循环水箱（或外部排水系统）。气体随水流一起排出，而水可经沉淀、冷却后循环使用（需补充损耗的水量）。

循环往复

随着高压水持续通过喷嘴喷射，上述过程不断重复，被抽容器内的气体被持续抽除，从而逐渐形成并维持一定的真空度。

关键特点

l真空度：单级水喷射泵极限真空度受水温影响（水温 20℃时，极限真空约为 6.7kPa，即 50mmHg），若采用多级串联，可提高至 2.7kPa（20mmHg）左右。

l工作介质：以水为工作介质，来源广泛、成本低，且能同时冷凝可凝性气体（如蒸汽）。

l结构简单：无运动部件，维护方便，适合抽除含有粉尘、水汽或腐蚀性的气体（需选用耐蚀材料，如塑料、不锈钢）。

l能耗：需配套水泵提供高压水，能耗相对较高，适合中小真空系统（抽速一般在 1~100m³/h）。

水喷射真空泵广泛应用于化工、制药、食品、轻工等领域，用于真空过滤、蒸发、干燥、蒸馏等工艺，尤其适用于对设备耐腐蚀性有要求或需处理可凝性气体的场景。

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