三喷嘴蒸汽喷射泵的三维数值模拟研究及分析

蒸汽喷射泵的操作工况在偏离设计值时,喷射性能会严重恶化。本文借助连续介质力学数值模拟工具-STARCCM+,对三喷嘴蒸汽喷射泵内部流场进行了三维数值模拟。分析了操作参数(背压、工作蒸汽压力和引射蒸汽压力)对其喷射系数的影响,并与相同工况下单喷嘴蒸汽喷射泵进行对比。此外,对三喷嘴蒸汽喷射泵的结构参数(喷嘴轴线的汇交点位置)进行了考察。结果表明,在工作蒸汽变工况操作条件下,三喷嘴蒸汽喷射泵能够保持稳定、可靠运行;在相同工况下,三喷嘴蒸汽喷射泵的临界背压值小于单喷嘴。在多喷嘴蒸汽喷射泵的设计中,各喷嘴轴线的汇交点位置存在一最佳值。     

低温多效海水淡化用蒸汽喷射器的优化设计

提高蒸汽喷射器性能,能够降低低温多效海水淡化系统能耗,采用理论推导和数值模拟相结合的方法对喷射器性能进行研究。在喷射器索科洛夫设计方法的基础上,修正了喷射器最大可达喷射系数的计算模型。利用改进的喷射器设计模型对某低温多效海水淡化用蒸汽喷射器进行优化设计,喷射系数达到1.35,优于原方法计算结果 0.96。并对喷射器几何模型进行CFD数值模拟验证,结果表明喷射器的可达喷射系数及结构尺寸处于最优值,验证了改进的喷射器设计模型的可靠性。     

电厂宽负荷运行下蒸汽喷射器对低温多效蒸馏系统的影响

淡水资源匮乏问题日益严重,火电厂耦合低温多效蒸馏（low-temperature multi-effect distillation,LT-MED）海水淡化技术因可有效降低制水成本而被广泛利用。利用Ebsilon软件对某电厂和低温多效蒸馏海水淡化耦合系统进行建模,分析了电厂宽负荷下蒸汽喷射器对水电联产系统热经济性的影响规律。研究结果表明：基于单级蒸汽喷射器的水电联产系统,以电厂75% THA工况设计下的蒸汽喷射器的性能最佳。对于带两级蒸汽喷射器的水电联产系统,当电厂负荷在75% THA工况时系统的制水电耗量相比单级蒸汽喷射器系统降低了13.65%,并且电厂负荷在50% THA工况以上时,带两级蒸汽喷射器系统的制水电耗量较单级蒸汽喷射器系统的低。     

低出口压力下喷嘴内部空化流动模拟分析

采用Ansys Fluer软件并基于Schnert与Sauer空化模型,对出口压力小于10 Pa平口喷嘴内部的空化流动进行了模拟,研究了喷射压力和喷嘴直径对喷嘴内部蒸汽体积和湍动能分布的影响.结果表明,高喷射压力(10 MPa)对喷嘴内部蒸汽体积的作用减弱,喷射压力为10 MPa时,喷嘴出口径向上的蒸汽体积大于其它喷射压力下的蒸汽体积,可获得较好的空化效果;喷嘴内的湍动能随喷射压力的增加而增加;喷嘴直径对喷嘴内部的空化流动有很大的影响,喷嘴直径越小所产生的空化流动越强烈,对比其它直径的喷嘴,直径为0.1mm的喷嘴在出口处的蒸汽体积和湍动能较大,有助于雾化质量的提高.     

热力蒸汽压缩式海水淡化系统热力分析

通过对热力蒸汽压缩式海水淡化装置的分析，建立起其数学模型，模拟计算结果表明，与一般蒸汽直接加热式真空海水淡化系统比较，采用热力蒸汽压缩式海水淡化系统，其能耗明显降低．此外，对不同的蒸发温度下的工作蒸汽耗量进行了模拟计算，所得结论对热力蒸汽压缩式海水淡化系统的设计与使用管理有指导意义。     

正交试验设计在微小型喷射器结构参数研究中的应用

试验设计选择喷嘴喉部直径、喷嘴出口到等截面混合室距离、混合室等截面直线段长度和扩压段角度4个因素,每个因素选取3个水平,按L9（3^4）正交试验方案,设计制作9副长短复合喷射器,并对其结构进行试验研究,检测出9副喷射器的喷射压缩特性。试验结果表明：对于一定工况下的太阳能喷射制冷系统存在一个最佳的喷嘴喉部直径、喷嘴出口到等截面混合室的距离、混合室等截面直线段长度和扩压段角度。     

舰船真空海水淡化装置热力分析

针对目前舰船上广泛使用的真空式海水淡化装置进行热力分析，建立起海水淡化装置的数学模型，以50t／d真空式海水淡化装置为例，通过对不同蒸发温度和不同工作蒸汽压力进行模拟计算，得到海水淡化装置的产水量、工作蒸汽耗量及冷却水流量随蒸发温度和工作蒸汽压力的变化规律，所得结论与装置的实验及实际运行情况有很好的一致性，证明所建立的数学模型是合适的，所得结论可以指导装置的使用管理及海水淡化装置的设计。     

湿蒸汽流气动和热力学参数的计算

这篇论文是上期发表的“水蒸汽引射器一维流的计算方法”的继续.气体动力学函数是分析计算引射器性能的有效方法.在真空引射器和大部分引射压缩器的工作膨胀比下,从拉瓦尔喷嘴流出的水蒸汽流是含湿的.在这种情况下,如果继续忽视干度的影响,将使水蒸汽引射器的计算结果产生很大的偏差,更不能确定最佳设计状态.现在根据湿蒸汽流的气动和热力学参数进行了计算,并将计算结果用于水蒸汽引射器的设计中,在第二部分介绍了湿蒸汽单股流的气动和热力学参数;第三部分介绍了水蒸汽空气混合流的气动和热力学参数的计算.其结果可以在水蒸汽喷射真空泵中得到应用.     

太阳能蒸馏式海水淡化技术的研究现状与展望

介绍在海水淡化中应用太阳能技术的背景、原理以及太阳能海水淡化技术的特点,综述太阳能蒸馏装置应用在海水淡化中的研究进展,总结太阳能海水淡化重要的经济和战略意义,指出传统太阳能蒸馏器单位面积产量过低的主要原因是蒸汽的凝结潜热未被重新利用,自然对流的换热模式限制热性能以及太阳能蒸馏器中待蒸发海水热容量太大,限制运行温度提高,并对太阳能海水淡化的前景进行了展望。     

气液双介质喷嘴雾化特性的影响因素研究

目的 气液双介质喷嘴的应用是烟叶加料工艺的关键因素之一,通过采用现有的模拟手段实现加料过程的高精化,为优化实验奠定基础。方法 文中以外混式双介质喷嘴为研究对象,通过构建基于DPM的数值模型,研究不同蒸汽入口压力与针阀位置对喷嘴雾化的气动性能与粒径特性的影响规律。结果 研究表明,喷嘴出口通流面积越大,气流高速区离喷嘴越近,但蒸汽与料液的速度最大值并未有较大变化,此时液滴喷射距离由远变近,喷射半角由小变大。随着蒸汽压力的增大,气流速度以及高速区长度变大,蒸汽压力为0.1 MPa时,气流速度的最大值与蒸汽压力为0.4 MPa时的相差近25%;不同压力下喷射角变化范围较小,为21.5°~23.5°;除此之外,喷雾束变集中,定向性变好,有助于控制其在烟叶表面喷射的均匀性。结论 对于较近的烟叶墙,采用较大流通截面积的喷嘴结构有利于均匀地覆盖烟叶墙,相反,对于较远的烟叶墙,则适合采用较小流通截面积的结构。适当地提高压力有利于提高料液喷洒的均匀性,减少料液的浪费,提高烟丝制备的工艺水平。     

家用海水淡化装置中蒸发式冷凝器的设计

蒸发式冷凝器是一种高效换热设备，本文介绍了应用于家用海水淡化的小型氟里昂蒸发式冷凝器的设计方法、设计参数的选取以及设计时应注意的问题和为了提高海水淡化系统性能需要注意的一些关键因素。     

Numerical analysis of spontaneously condensing phenomena in nozzle of steam-jet vacuum pump

The primary fluid in a steam-jet vacuum pump is not assumed as a perfect gas as general research in the present study. A mathematic model based on the wet steam model for transonic flow is proposed to investigate the flow behaviours of primary fluid in the nozzle of a steam-jet vacuum pump. The simulation based on a wet steam model was carried out to predict the flow characteristics of primary fluid along the nozzle axis by a commercial computational fluid dynamics (CFD) code (FLUENT6.3). The simulation results showed that there was spontaneous condensation as the supersonic flow passing through the nozzle and the simulation results had a good agreement with the experimental data. It is found from the numerical simulation results that the steam flow characteristics in nozzle are quite different from a wet steam model and a perfect gas assumption: the outlet pressure of the nozzle predicted in the present study is higher than that as the primary fluid assumed as perfect gas, the outlet velocity is about 10% lower than that as the primary fluid assumed as a perfect gas, and the temperature at the outlet of the nozzle is much higher than that as the primary fluid assumed as a perfect gas. The simulation results demonstrate that the thermo-positive process due to steam condensation would hinder the supersonic expanding flow process in nozzle and depress the efficiency of the nozzle which would affect the pumping performance of steam-jet pump.     

Tree‐Inspired Design for High‐Efficiency Water Extraction

The solar steam process, akin to the natural water cycle, is considered to be an attractive approach to address water scarcity issues globally. However, water extraction from groundwater, for example, has not been demonstrated using these existing technologies. Additionally, there are major unaddressed challenges in extracting potable water from seawater including salt accumulation and long‐term evaporation stability, which warrant further investigation. Herein, a high‐performance solar steam device composed entirely of natural wood is reported. The pristine, natural wood is cut along the transverse direction and the top surface is carbonized to create a unique bilayer structure. This tree‐inspired design offers distinct advantages for water extraction, including rapid water transport and evaporation in the mesoporous wood, high light absorption (≈99%) within the surface carbonized open wood channels, a low thermal conductivity to avoid thermal loss, and cost effectiveness. The device also exhibits long‐term stability in seawater without salt accumulation as well as high performance for underground water extraction. The tree‐inspired design offers an inexpensive and scalable solar energy harvesting and steam generation technology that can provide clean water globally, especially for rural or remote areas where water is not only scarce but also limited by water extraction materials and methods.     

利用引射结构提高离心泵的汽蚀

 提出在普通转速离心泵的入口处或高速离心泵的前置诱导轮前增加引射装置来提高泵的汽蚀性能，给出单孔喷嘴轴向直引射和环形多喷嘴轴向斜引射两种引射装置的结构示意图．探讨了引射装置设计的理论基础及优化设计的目标，指出采用引射装置是提高泵汽蚀性能的新方法．     

Semi-empirical modeling and analysis of oil flooded R410A scroll compressors with liquid injection for use in vapor compression systems

Oil flooding is a technique that can be utilized in compression systems to achieve near-isothermal compression. This can lead to a boost in system efficiency and a reduction in compressor power consumption. In this paper a semi-empirical model for oil flooded compressors using liquid injection was developed. The model is validated with experimental data and integrated into a thermodynamic model of a vapor compression system with oil flooding and regeneration. The performance of the heat pump system is predicted and the semi-empirical model is used to identify and estimate the magnitude of the irreversibilities during the compression process. A method for generalizing the model for different working fluids is also presented. Using this model, design recommendations are made to improve the efficiency of the studied liquid flooded compressors for heat pump applications.     

采用喷水螺杆式水蒸气压缩机的高温热泵设计及性能分析

针对高温热泵的工业需求,设计并分析以水为介质的闭式高温热泵系统,系统引入喷水螺杆式水蒸气压缩机,利用喷水实现压缩机排气为饱和状态,满足工业应用高温升(高压比)的技术要求的同时,克服高排气温度会导致的机械及安全问题。计算结果表明:系统在蒸发温度为90℃,冷凝温度为100℃时,COP高达31.48,压缩机喷水注入比为0.019;蒸发温度为75℃,冷凝温度为100℃工况下,系统COP为5.99,对应的压缩机压比为7,注入比为0.103;压缩机比功率随压缩机压比升高而增加,增加幅度随蒸发温度的升高而增大;系统COP随注入水温度的升高而降低,但变化趋势并不大。     

水蒸汽喷射泵系统实用设计软件的开发

本文在Turboc环境下开发了多级蒸汽喷射泵系统的设计软件，该软件包括了压缩比优化分配、单级喷射泵结构尺寸设计和冷凝器的结构尺寸设计等内容，使设计人员能够根据具体的工艺条件，快速地完成多级喷射泵系统的设计，对于提高多级喷射泵系统的工作稳定性、节省能源具有实际意义。     

空气源热泵热水机组的全工况性能及试验装置的研究

介绍了空气源热泵热水机组的市场发展现状及存在的相关问题;对4台空气源热泵热水机组的全工况性能进行了测试和分析;对机组全工况性能试验装置的配置及相关问题进行了分析,为试验装置的研究设计提供了依据。