หัวฉีดเป็นระบบท่อและหัวฉีดที่ใช้ในการควบคุมการไหลของของเหลวที่มีแรงดันสูง เพื่อให้ของเหลวที่มีแรงดันต่ำกว่าถูกดึงเข้าไปในกระแสและถูกพาไปตามท่อไปยังบริเวณที่มีแรงดันสูงกว่า มันคือปั๊มพลศาสตร์ของไหลที่ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ใดๆ ยกเว้นวาล์วสำหรับควบคุมการไหลเข้า

ขึ้นอยู่กับการใช้งาน หัวฉีดอาจอยู่ในรูปของปั๊มเจ็ทแบบดูดอากาศปั๊มดูดน้ำหรือเครื่องดูดอากาศก็ได้ ส่วนเครื่องพ่นสุญญากาศทำงานบนหลักการที่คล้ายกันเพื่อสร้างการเชื่อมต่อป้อนสุญญากาศสำหรับระบบเบรก เป็นต้น

ของเหลวที่ขับเคลื่อนอาจเป็นของเหลว ไอน้ำ หรือก๊าซอื่นๆ ของเหลวที่ถูกดูดเข้าไปอาจเป็นก๊าซ ของเหลว สารละลายข้น หรือกระแสก๊าซที่มีฝุ่น^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

หัวฉีดไอน้ำเป็นอุปกรณ์ทั่วไปที่ใช้ในการส่งน้ำไปยังหม้อไอน้ำ โดยเฉพาะในหัวรถจักรไอน้ำ ถือเป็นการประยุกต์ใช้หลักการของหัวฉีดในการส่งน้ำ เย็น ไปยังหม้อไอน้ำโดยใช้แรงดันของตัวเอง โดยใช้ไอน้ำที่มีอยู่หรือไอน้ำเสียของตัวเอง แทนที่ปั๊ม เชิงกลใดๆ เมื่อได้รับการพัฒนาขึ้นครั้งแรก การทำงานของมันน่าสนใจเพราะดูเหมือนจะขัดแย้งกัน คล้ายกับการเคลื่อนที่ตลอดกาลแต่ต่อมาได้มีการอธิบายโดยใช้เทอร์โมไดนามิกส์ [ ^{4 ] หัว} ฉีดประเภทอื่นๆ อาจใช้ของเหลวขับเคลื่อนที่มีแรงดันอื่นๆ เช่น อากาศ

หัวฉีดถูกคิดค้นโดยHenri Giffardในช่วงต้นทศวรรษ 1850 และได้รับสิทธิบัตรในฝรั่งเศสในปี 1858 เพื่อใช้กับ หัวรถจักร ไอน้ำ^{[ 5 ] : 1} ได้รับสิทธิบัตรในสหราชอาณาจักรโดยSharp, Stewart and Companyแห่งกลาสโกว์

หลังจากเกิดความสงสัยในตอนแรกอันเนื่องมาจากวิธีการทำงานที่ไม่คุ้นเคยและดูเหมือนจะขัดแย้งกัน^{[ 5 ] : 5} หัวฉีดก็ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางสำหรับหัวรถจักรไอน้ำในฐานะทางเลือกแทนปั๊มเชิงกล^{[ 5 ] : 5,7}

Strickland Landis Kneassเป็นวิศวกรโยธานักทดลอง และนักเขียน ที่มีผลงานมากมายที่เกี่ยวข้องกับทางรถไฟ^{[ 6 ]} Kneass เริ่มตีพิมพ์แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของฟิสิกส์ของหัวฉีด ซึ่งเขาได้ตรวจสอบแล้วโดยการทดลองกับไอน้ำ หัวฉีดไอน้ำมีส่วนประกอบหลักสามส่วน: ^{[ 5 ]}

• หัวฉีดไอน้ำ คือท่อที่ขยายออก ซึ่งเปลี่ยนไอน้ำแรงดันสูงให้เป็นไอน้ำเปียกแรงดันต่ำความเร็วสูง
• ท่อผสม คือท่อที่มีลักษณะลู่เข้า ซึ่งใช้ผสมไอน้ำความเร็วสูงกับน้ำเย็น
• ท่อส่ง คือท่อที่ขยายออก ซึ่งกระแสไอน้ำความเร็วสูงและน้ำเย็นจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นกระแสน้ำแรงดันสูงที่ไหลช้าลง

ภาพที่ 15 แสดงภาพร่างสี่ภาพที่ Kneass วาดขึ้นเกี่ยวกับไอน้ำที่ไหลผ่านหัวฉีด โดยทั่วไปแล้วการไหลแบบอัดได้ที่ผ่านท่อที่ขยายออกจะมีความเร็วเพิ่มขึ้นเนื่องจากการขยายตัวของก๊าซ ภาพร่างสองภาพด้านล่างของภาพที่ 15 ต่างก็เป็นท่อที่ขยายออก แต่ภาพด้านล่างโค้งเล็กน้อย และทำให้ได้การไหลที่มีความเร็วสูงสุดขนานกับแกน พื้นที่ของท่อเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของเส้นผ่านศูนย์กลาง และความโค้งช่วยให้ไอน้ำขยายตัวเป็นเส้นตรงมากขึ้นเมื่อไหลผ่านท่อ

ก๊าซในอุดมคติจะเย็นลงในระหว่าง การขยายตัว แบบอะเดียแบติก (โดยไม่เพิ่มความร้อน) ปล่อยพลังงานน้อยกว่าก๊าซชนิดเดียวกันนั้นในระหว่าง การขยาย ตัวแบบไอโซเทอร์มอล (อุณหภูมิคงที่) การขยายตัวของไอน้ำเป็นไปตามกระบวนการทางเทอร์โมไดนามิก ขั้นกลาง ที่เรียกว่าวัฏจักรแรงคินไอน้ำทำงาน ได้มากกว่า ก๊าซในอุดมคติ เนื่องจากไอน้ำยังคงร้อนอยู่ระหว่างการขยายตัว

ความร้อนส่วนเกินมาจากเอนทาลปีของการระเหยเนื่องจากไอน้ำบางส่วนควบแน่นกลับเป็นหยดน้ำที่ผสมกับไอน้ำ^{[ 5 ]}

ที่ปลายหัวฉีด ไอน้ำมีความเร็วสูงมาก แต่มีความดันต่ำกว่าความดันบรรยากาศ จึงดึงน้ำเย็นเข้ามาผสม กับ ไอน้ำ และไอน้ำจะควบแน่นกลายเป็นหยดน้ำในท่อที่แคบลง

ท่อส่งน้ำเป็นท่อที่ขยายออก โดยแรงจากการลดความเร็วจะเพิ่มความดัน ทำให้กระแสน้ำไหลเข้าสู่หม้อไอน้ำได้

หัวฉีดประกอบด้วยตัวเรือนที่บรรจุของเหลวรอง ซึ่งจะมีการฉีดของเหลวขับเคลื่อนเข้าไป ของเหลวขับเคลื่อนจะทำให้ของเหลวรองเคลื่อนที่ หัวฉีดมีหลายรูปแบบ และอาจมีหลายขั้นตอน โดยแต่ละขั้นตอนจะทำซ้ำหลักการทำงานพื้นฐานเดียวกัน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวม

ระบบนี้ใช้ปรากฏการณ์ เวนทูรี ของหัวฉีดแบบลู่เข้า-ลู่แยกบนเจ็ทไอน้ำเพื่อแปลง พลังงาน ความดันของไอน้ำเป็น พลังงาน ความเร็วลดความดันลงต่ำกว่าความดันบรรยากาศ ซึ่งทำให้สามารถดึงของเหลว (เช่น น้ำ) เข้ามาได้ หลังจากผ่าน "กรวยผสม" ที่ลู่เข้าแล้ว ของเหลวผสมจะควบแน่นอย่างสมบูรณ์ ส่วนผสมของคอนเดนเสทจะเข้าสู่ "กรวยส่ง" ที่ลู่แยก ซึ่งจะทำให้เจ็ทช้าลง แปลงพลังงานจลน์กลับเป็นพลังงานความดันสถิตที่สูงกว่าความดันของหม้อไอน้ำ ทำให้สามารถป้อนผ่านวาล์วกันกลับได้^{[ 7 ] [ 8 ]}

พลังงานความร้อนส่วนใหญ่ในไอน้ำที่ควบแน่นจะถูกส่งกลับไปยังหม้อไอน้ำ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อนของกระบวนการ ดังนั้นหัวฉีดจึงมีประสิทธิภาพด้านพลังงานโดยรวมสูงกว่า 98% นอกจากนี้ยังเรียบง่ายกว่าเมื่อเทียบกับชิ้นส่วนเคลื่อนที่จำนวนมากในปั๊มป้อนน้ำ

อัตราการป้อนของเหลวและช่วงแรงดันใช้งานเป็นพารามิเตอร์สำคัญของหัวฉีด ในขณะที่แรงดันสุญญากาศและอัตราการดูดออกเป็นพารามิเตอร์สำคัญของเครื่องดูดของเหลว

อัตราส่วนการบีบอัดและอัตราส่วนการดึงเข้าสามารถกำหนดได้เช่นกัน:

อัตราส่วนการอัดของหัวฉีด ( ) ถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของความดันขาออกของหัวฉีดต่อความดันขาเข้าของของเหลวที่ถูกดูด ${\displaystyle P_{2}/P_{1}}$${\displaystyle P_{2}}$${\displaystyle P_{1}}$

อัตราส่วนการดึงดูดของหัวฉีด ( ) ถูกกำหนดให้เป็นปริมาณ(ในหน่วยกิโลกรัม/ชั่วโมง) ของของเหลวที่ถูกดูดซึ่งสามารถถูกดึงดูดและอัดโดยปริมาณที่กำหนด(ในหน่วยกิโลกรัม/ชั่วโมง) ของของเหลวที่ขับเคลื่อน ${\displaystyle W_{s}/W_{m}}$${\displaystyle W_{s}}$${\displaystyle W_{m}}$

คุณสมบัติสำคัญอื่นๆ ของหัวฉีด ได้แก่ ข้อกำหนดแรงดันขาเข้าของของเหลว เช่น ว่าเป็นหัวฉีดแบบยกหรือแบบไม่ยก

ในหัวฉีดแบบไม่ใช้แรงยก จำเป็นต้องมีแรงดันของเหลวขาเข้าเป็นบวก เช่น น้ำเย็นจะถูกป้อนโดยแรงโน้มถ่วง

เส้นผ่านศูนย์กลางรูเปิดขั้นต่ำของกรวยไอน้ำจะถูกรักษาให้ใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางขั้นต่ำของกรวยรวม^{[ 9 ]}หัวฉีด Nathan 4000 แบบไม่ยกที่ใช้ในSouthern Pacific 4294สามารถดันได้ 12,000 แกลลอนสหรัฐ (45,000 ลิตร) ต่อชั่วโมงที่ 250 psi (17 บาร์) ^{[ 10 ]}

หัวฉีดแบบยกสามารถทำงานได้แม้แรงดันของของเหลวขาเข้าเป็นลบ กล่าวคือของเหลวอยู่ต่ำกว่าระดับของหัวฉีด โดยจะแตกต่างจากหัวฉีดแบบไม่ยกเป็นหลักในเรื่องขนาดสัมพัทธ์ของหัวฉีด^{[ 11 ]}

จำเป็นต้องมีท่อระบายเพื่อระบายไอน้ำหรือน้ำส่วนเกิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงเริ่มต้น หากหัวฉีดไม่สามารถเอาชนะแรงดันในหม้อไอน้ำได้ในตอนแรก ท่อระบายจะช่วยให้หัวฉีดสามารถดูดน้ำและไอน้ำต่อไปได้

มีวาล์วตรวจสอบ อย่างน้อยหนึ่งตัว (เรียกว่า "วาล์วแคล็ก" ในหัวรถจักรเนื่องจากเสียงที่เป็นเอกลักษณ์^{[ 8 ]} ) ระหว่างทางออกของหัวฉีดและหม้อไอน้ำเพื่อป้องกันการไหลย้อนกลับ และโดยปกติจะมีวาล์วเพื่อป้องกันไม่ให้อากาศถูกดูดเข้าไปที่ช่องล้น

ประสิทธิภาพได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้นไปอีกด้วยการพัฒนาระบบหัวฉีดแบบหลายขั้นตอน ซึ่งไม่ได้ใช้พลังงานจากไอน้ำร้อนจากหม้อไอน้ำ แต่ใช้พลังงานจากไอน้ำเสียจากกระบอกสูบ ทำให้สามารถนำพลังงานที่เหลืออยู่ในไอน้ำเสียซึ่งปกติจะสูญเปล่ามาใช้ประโยชน์ได้ อย่างไรก็ตาม หัวฉีดไอน้ำเสียก็ไม่สามารถทำงานได้เมื่อหัวรถจักรจอดนิ่ง หัวฉีดไอน้ำเสียรุ่นต่อมาจึงสามารถใช้ไอน้ำร้อนได้หากไม่มีไอน้ำเสียให้ใช้

หัวฉีดอาจก่อให้เกิดปัญหาได้ภายใต้สภาวะการทำงานบางอย่าง เช่น เมื่อการสั่นสะเทือนทำให้ไอน้ำและน้ำที่พุ่งออกมาพร้อมกัน "หยุดทำงาน" เดิมทีต้องเริ่มต้นหัวฉีดใหม่โดยการควบคุมไอน้ำและน้ำอย่างระมัดระวัง และความวุ่นวายที่เกิดจากหัวฉีดที่ทำงานผิดปกติเป็นสาเหตุหลักของอุบัติเหตุทางรถไฟที่ Ais Gill ในปี 1913หัวฉีดรุ่นต่อมาได้รับการออกแบบให้เริ่มต้นทำงานโดยอัตโนมัติเมื่อตรวจจับการยุบตัวของสุญญากาศจากไอน้ำที่พุ่งออกมา เช่น โดยใช้กรวยส่งไอน้ำแบบมีสปริง

ปัญหาที่พบได้บ่อยอีกอย่างหนึ่งคือ เมื่อน้ำที่ไหลเข้ามามีอุณหภูมิสูงเกินไป จะทำให้ไอน้ำในกรวยผสมควบแน่นได้น้อยลง นอกจากนี้ยังอาจเกิดขึ้นได้หากตัวเรือนโลหะของหัวฉีดร้อนเกินไป เช่น จากการใช้งานเป็นเวลานาน

ชิ้นส่วนภายในของหัวฉีดอาจเกิดการสึกหรอจากการกัดกร่อน โดยเฉพาะความเสียหายที่คอของกรวยส่งยาซึ่งอาจเกิดจากโพรงอากาศ^{[ 12 ]}

อีกหนึ่งการใช้งานของเทคโนโลยีหัวฉีดคือในระบบเบรกต่อเนื่องของรถไฟซึ่งถูกกำหนดให้เป็นข้อบังคับในสหราชอาณาจักรโดยพระราชบัญญัติการควบคุมทางรถไฟปี 1889ระบบดูดอากาศใช้แรงดันไอน้ำในการดูดอากาศออกจากท่อสุญญากาศและถังเก็บอากาศของระบบเบรกต่อเนื่องของรถไฟ รถจักรไอน้ำซึ่งมีแหล่งไอน้ำพร้อมใช้งาน พบว่าเทคโนโลยีระบบดูดอากาศนั้นเหมาะสมอย่างยิ่ง ด้วยความทนทานและความเรียบง่าย และไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว โดยปกติแล้วรถจักรไอน้ำจะมีระบบดูดอากาศสองตัว: ตัวดูดอากาศขนาดใหญ่สำหรับปลดเบรกเมื่อจอดอยู่กับที่ และระบบดูดอากาศขนาดเล็กสำหรับรักษาสุญญากาศเพื่อป้องกันการรั่วไหล ไอเสียจากระบบดูดอากาศจะถูกส่งไปยังห้องควันเสมอ ซึ่งจะช่วยให้พัดลมดูดอากาศเข้าไปในเตาได้ บางครั้งระบบดูดอากาศขนาดเล็กจะถูกแทนที่ด้วยปั๊มลูกสูบที่ขับเคลื่อนจากคานขวางเนื่องจากประหยัดไอน้ำมากกว่าและจำเป็นต้องทำงานเฉพาะเมื่อรถไฟกำลังเคลื่อนที่เท่านั้น

ในรถไฟสมัยใหม่ ระบบเบรกแบบสุญญากาศได้ถูกแทนที่ด้วยระบบเบรกแบบอากาศ ซึ่งช่วยให้สามารถใช้กระบอกเบรกที่มีขนาดเล็กกว่า และ/หรือมีแรงเบรกสูงกว่า เนื่องจากความแตกต่างจากความดันบรรยากาศที่มากกว่า

หลักการนี้ได้รับการประยุกต์ใช้ในเชิงประจักษ์อย่างแพร่หลายในหัวรถจักรไอน้ำก่อนที่จะมีการพัฒนาอย่างเป็นทางการในรูปแบบของหัวฉีด โดยอยู่ในรูปแบบของการจัดเรียงท่อไอเสียและปล่องไฟในห้องควันของหัวรถจักร ภาพร่างทางด้านขวาแสดงภาพตัดขวางของห้องควันซึ่งหมุนไป 90 องศา จะเห็นได้ว่าส่วนประกอบต่างๆ ยังคงอยู่ แม้ว่าจะมีชื่อเรียกที่แตกต่างกันก็ตาม เมื่อเทียบกับแผนภาพทั่วไปของหัวฉีดที่อยู่ด้านบนของบทความ ไอน้ำเสียจากกระบอกสูบจะถูกส่งผ่านหัวฉีดที่ปลายท่อไอเสีย เพื่อลดความดันภายในห้องควันโดยการดึงก๊าซไอเสียจากหม้อไอน้ำเข้ามา ซึ่งจะถูกพ่นออกทางปล่องไฟ ผลที่ได้คือการเพิ่มแรงดูดอากาศบนไฟในระดับที่แปรผันตามอัตราการใช้ไอน้ำ ดังนั้นเมื่อใช้ไอน้ำมากขึ้น ความร้อนจากไฟก็จะมากขึ้น และการผลิตไอน้ำก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ผลกระทบนี้ได้รับการสังเกตครั้งแรกโดยRichard Trevithickและต่อมาได้รับการพัฒนาในเชิงประจักษ์โดยวิศวกรหัวรถจักรในยุคแรกๆเครื่องจักร Rocket ของ Stephensonใช้เทคโนโลยีนี้ และนี่เป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้ประสิทธิภาพของมันดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับเครื่องจักรในยุคเดียวกัน

การใช้หัวฉีด (หรือตัวดัน) ในงานอุตสาหกรรมต่างๆ กลายเป็นเรื่องปกติมากขึ้น เนื่องจากมีความเรียบง่ายและปรับใช้ได้ง่าย ตัวอย่างเช่น:

• เพื่อฉีดสารเคมีเข้าไปในถังหม้อไอน้ำของหม้อไอน้ำขนาดเล็กแบบอยู่กับที่และแรงดันต่ำ ในหม้อไอน้ำขนาดใหญ่แรงดันสูงที่ทันสมัย ​​การใช้หัวฉีดเพื่อจ่ายสารเคมีนั้นเป็นไปไม่ได้เนื่องจากแรงดันขาออกมีจำกัด
• ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน เครื่องดูด ฝุ่นแบบ สุญญากาศถูกใช้เพื่อกำจัดเถ้าก้นหม้อ ไอน้ำ กำจัดเถ้าลอย ออก จากถังของเครื่องดักฝุ่นไฟฟ้าสถิตที่ใช้กำจัดเถ้าออกจากก๊าซไอเสียของหม้อไอ น้ำ และใช้ในการสร้างแรงดันสุญญากาศในคอนเดนเซอร์ไอเสียของกังหันไอน้ำ
• ปั๊มเจ็ทถูกนำมาใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบน้ำเดือดเพื่อหมุนเวียนของเหลวหล่อเย็น^{[ 13 ]}
• ใช้สำหรับสร้างแรงดันสุญญากาศในระบบระบายความร้อนด้วยไอน้ำ
• สำหรับการซ่อมแซมงานขยายตัวในระบบปรับอากาศและระบบทำความเย็น
• สำหรับ กระบวนการ เพิ่มประสิทธิภาพการผลิตน้ำมันในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ
• สำหรับการขนย้ายเมล็ดพืชหรือวัสดุที่เป็นเม็ดหรือผง จำนวนมาก
• อุตสาหกรรมการก่อสร้างใช้ปั๊มเหล่านี้ในการสูบ น้ำ ขุ่นและของเหลวข้น
• เครื่องดูดของเหลว (Eductor) ใช้ในเรือเพื่อสูบ น้ำ อับเฉา ที่เหลืออยู่ หรือน้ำมันสินค้าที่ไม่สามารถกำจัดออกได้โดยใช้ปั๊มแบบแรงเหวี่ยง เนื่องจากสูญเสียแรงดูด และอาจทำให้ปั๊มแบบแรงเหวี่ยงเสียหายได้หากใช้งานโดยไม่มีของเหลว ซึ่งอาจเกิดจากการเอียงหรือการทรงตัวของเรือ
• เครื่องดูดของเหลว (Eductor) ถูกใช้บนเรือเพื่อสูบน้ำเสียออกจากท้องเรือ เนื่องจากไม่สามารถใช้ปั๊มแบบแรงเหวี่ยงได้ เพราะแรงดูดอาจลดลงบ่อยครั้ง
• เครื่องบินบางลำ (ส่วนใหญ่เป็นรุ่นแรกๆ) ใช้ระบบดีดตัวที่ติดอยู่กับลำตัวเครื่องบินเพื่อสร้างสุญญากาศสำหรับอุปกรณ์วัดมุมเงย เช่นเครื่องวัดทิศทาง (เส้นขอบฟ้าเทียม)
• อีดักเตอร์ถูกใช้ในระบบเชื้อเพลิงของเครื่องบินในฐานะปั๊มถ่ายโอน โดยของเหลวที่ไหลจากปั๊มเชิงกลที่ติดตั้งอยู่บนเครื่องยนต์สามารถส่งไปยังอีดักเตอร์ที่ติดตั้งอยู่บนถังเชื้อเพลิงเพื่อถ่ายโอนเชื้อเพลิงจากถังนั้นได้
• เครื่องดูดเสมหะเป็นปั๊มสุญญากาศที่ใช้หลักการทำงานเดียวกัน และใช้ในห้องปฏิบัติการเพื่อสร้างสุญญากาศบางส่วน รวมถึงใช้ในทางการแพทย์เพื่อดูดเสมหะหรือของเหลวในร่างกาย
• เครื่องสูบน้ำแบบจุ่ม (Water eductors)คือปั๊มน้ำที่ใช้ในการขุดลอกตะกอนและร่อนทอง ซึ่งสามารถทนต่อส่วนผสมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงได้
• เพื่อสร้างระบบสุญญากาศในหน่วยกลั่นสุญญากาศ (โรงกลั่นน้ำมัน)
• เครื่องนึ่งฆ่าเชื้อแบบสุญญากาศใช้ตัวดูดเพื่อสร้างสุญญากาศ โดยทั่วไปแล้วจะใช้พลังงานจากน้ำเย็นที่จ่ายให้กับเครื่อง
• ปั๊มเจ็ทน้ำหนักเบาสามารถทำได้จากกระดาษอัดขึ้นรูป

ปั๊มเจ็ทเป็นเครื่องมือที่ใช้กันทั่วไปในการสูบน้ำจากบ่อน้ำปั๊มหลัก ซึ่งมักเป็นปั๊มแบบแรงเหวี่ยงจะถูกขับเคลื่อนและติดตั้งไว้ที่ระดับพื้นดิน ปริมาณน้ำที่สูบออกมาจะถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน โดยส่วนใหญ่จะไหลออกจากระบบ ในขณะที่ส่วนหนึ่งจะถูกส่งกลับไปยังปั๊มเจ็ทที่ติดตั้งอยู่ใต้ดินในบ่อน้ำ ของเหลวที่ไหลเวียนกลับมานี้จะใช้ในการขับเคลื่อนเจ็ท ที่ปั๊มเจ็ท ของเหลวที่ไหลเวียนกลับมาซึ่งมีพลังงานสูงและมวลต่ำ จะผลักดันของเหลวจากบ่อน้ำให้ไหลออกมามากขึ้น กลายเป็นของเหลวที่มีพลังงานต่ำและมวลสูง ซึ่งจะถูกส่งต่อไปยังทางเข้าของปั๊มหลัก

ปั๊มน้ำบาดาลตื้นคือปั๊มที่ชุดหัวฉีดติดอยู่กับตัวปั๊มหลักโดยตรง และมีข้อจำกัดด้านความลึกในการใช้งานประมาณ 5-8 เมตร เพื่อป้องกันการเกิดโพรงอากาศ (cavitation )

ปั๊มน้ำบาดาลแบบเจ็ทคือปั๊มที่มีหัวฉีดอยู่ที่ก้นบ่อ ความลึกสูงสุดที่ปั๊มน้ำบาดาลแบบเจ็ทสามารถใช้งานได้นั้นขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางภายในและความเร็วของน้ำที่ไหลผ่านหัวฉีด ข้อดีหลักของปั๊มเจ็ทสำหรับการติดตั้งในบ่อบาดาลแบบเจ็ท คือความสามารถในการติดตั้งชิ้นส่วนกลไกทั้งหมด (เช่น มอเตอร์ไฟฟ้า/เบนซิน ใบพัดหมุน) ไว้ที่ผิวดินเพื่อความสะดวกในการบำรุงรักษา การเกิดขึ้นของปั๊มน้ำจุ่ม ไฟฟ้า ได้เข้ามาแทนที่ความต้องการปั๊มน้ำบาดาลแบบเจ็ทบางส่วน ยกเว้นบ่อน้ำบาดาลแบบเจาะลึกหรือการรับน้ำจากผิวดิน

ในทางปฏิบัติ สำหรับแรงดันดูดต่ำกว่า 100 มิลลิบาร์สัมบูรณ์ จะใช้หัวฉีดมากกว่าหนึ่งตัว โดยปกติจะมีคอนเดนเซอร์อยู่ระหว่างหัวฉีดแต่ละตัว การควบแน่นของไอน้ำที่ใช้ในการขับเคลื่อนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของชุดหัวฉีดได้อย่างมาก โดยมีการใช้ ทั้งคอนเดนเซอร์ แบบบารอมิเตอร์ และ คอนเดนเซอร์แบบท่อและเปลือกหุ้ม

ในการทำงาน ระบบสองขั้นตอนประกอบด้วยเครื่องดูดสุญญากาศระดับสูง (HV) หลัก และเครื่องดูดสุญญากาศระดับต่ำ (LV) รอง ในขั้นแรก เครื่องดูดสุญญากาศระดับต่ำจะทำงานเพื่อลดระดับสุญญากาศจากความดันเริ่มต้นไปยังความดันระดับกลาง เมื่อถึงความดันระดับนี้แล้ว เครื่องดูดสุญญากาศระดับสูงจะถูกทำงานร่วมกับเครื่องดูดสุญญากาศระดับต่ำเพื่อลดระดับสุญญากาศให้ถึงความดันที่ต้องการในที่สุด

ในการทำงาน ระบบสามขั้นตอนประกอบด้วยบูสเตอร์หลัก อีเจ็กเตอร์สุญญากาศสูง (HV) ตัวที่สอง และอีเจ็กเตอร์สุญญากาศต่ำ (LV) ตัวที่สาม เช่นเดียวกับระบบสองขั้นตอน ในขั้นต้น อีเจ็กเตอร์ LV จะทำงานเพื่อลดระดับสุญญากาศจากความดันเริ่มต้นไปยังความดันระดับกลาง เมื่อถึงความดันนี้แล้ว อีเจ็กเตอร์ HV จะทำงานร่วมกับอีเจ็กเตอร์ LV เพื่อลดระดับสุญญากาศไปยังความดันระดับกลางที่ต่ำกว่า สุดท้าย บูสเตอร์จะทำงาน (ร่วมกับอีเจ็กเตอร์ HV และ LV) เพื่อลดระดับสุญญากาศไปยังความดันที่ต้องการ

หัว ฉีดหรือตัวดันวัสดุทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนเหล็กกล้าไร้สนิมทองเหลืองไทเทเนียมPTFEคาร์บอนและวัสดุอื่นๆ

• เจ.บี. สเนลล์ (1973). วิศวกรรมเครื่องกล: ทางรถไฟ . สำนักพิมพ์แอร์โรว์. ISBN 978-0-09-908170-8.
• JT Hodgson; CS Lake (1954). การจัดการหัวรถจักร (ฉบับที่สิบ). สำนักพิมพ์ Tothill.

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับปั๊มหัวฉีด

• การใช้เครื่องดูดน้ำเพื่อยกน้ำ