1前言
以往射流泵的设计均利用经验公式，采用试验手段，设计周期长，成本高。而采用数值模拟的方法对射流泵内部流场进行研究，不仅可以观察其流场的变化规律，还可以根据需要任意修改相关参数，灵活性大，不受成本、周期等因素的制约。
因此，本文采用数值模拟方法，对船用消防射流泵内部流场进行数值分析研究。
2数值计算结果分析
根据射流泵的理论认为，射流泵属于有限空间射流流动，其流场可以分为：等速流核区，射流核心速度保持不变；能量交换区，射流边界层迅速扩展到壁面，实现能量、质量的交换；管流区，实现速度和压力的转换。为射流泵内部流场的流线图，从图中可以直观清楚的看出计算采用的射流泵内部的流体流动情况。
从图中可以看出射流泵的流场速度分布，从喷嘴高速喷出的工作液具有一个高速等速流核，而此时吸入液流速很低，沿着轴心线从进口向出口看，速度并不是逐渐衰减，而是先加速后再逐渐衰减。
由于粘性的存在，在轴向剖面上由工作液到吸入液沿径向轴向速度明显呈阶梯状，随着流动的延续，吸入液逐渐被加速，两股流体混合加速，剖面上的轴向速度沿径向开始逐渐趋于均衡，然后再衰减，流核区逐渐消失，各断面流速分布基本一致。究其原因是由于喉管结构特点、流体的粘性、吸入液和工作液混合作用而形成的。在这一过程中，工作流体将能量传递给被吸流体，形成射流边界层，射流边界层随着流动的发展变得越来越厚，直至扩展到壁面，在此能量交换区，实现工作流体和吸入流体能量、质量的交换。伴随着两股流体充分混合成为一股流体，速度剖面呈现典型的管内流动特点。当进入扩散管后，从速度矢量图中可以看到，由于过流断面不断扩大、流速开始逐渐降低，根据伯努力方程可知压力逐渐增大，从而在出口达到输送流体所需要的压力。
等速流核的速度和宽度均增大。这是由于，当流量比q增大时，意味着在相同工作液流量条件下，吸入液的流量和流速均增大，进入喉管后，吸入液与工作液的流速差缩小，因而保持了较宽较长的等速流核。
从图中可以看出，湍动能主要发生在喷嘴入口和扩散管处，喷嘴处的峰值较扩散管处的峰值大，但区域小；而扩散管处峰值稍小，但区域较大，这是由于射流泵本身结构特征造成的：喷嘴入口处的湍动能值大，这是工作液体与吸入液体的流速不同而形成的；扩散管处出现的湍动能值较大是由于扩散管断面截面积的扩大造成的。图中颜色较深的两处区域是射流泵中流动为紊乱的区域，从图中可看出出现两处较大的湍动能值，但大小不等，位置不同，表明在射流泵的流场中，湍动能不平衡，会产生额外的能量损失。
3结论
（1）在轴向剖面上，喷嘴附进区域由工作液到吸入液沿径向轴向速度呈有序的阶梯状分布；（2）喉管初始段，轴向速度并不呈递减趋势，而是有明显的加速区，后再减弱，速度剖面这种变化反映了两股流体充分混合的位置；（3）射流泵的湍流场中，在喷嘴出口与扩散管入口处湍动能出现峰值，湍动能不平衡，产生了额外的能量损失。（4）通过流场计算获得的分析，可为射流泵的进一步研究与改进提供参考。
QQ交流群
