蒸汽喷射压缩器性能的三维数值模拟

通过对蒸汽喷射压缩器内流场进行三维数值模拟,对初步设计的蒸汽喷射压缩器进行结构优化,并研究了结构参数、工况参数和调节锥对喷射器工作性能的影响.结果 表明:混合室直径和喷嘴出口到混合室入口间距是影响喷射器性能的两个关键参数;降低工作蒸汽压力、提高引射蒸汽压力和降低背压都能够使喷射系数升高;使用调节锥能够在一定程度上提高喷...     

多喷嘴汽-液两相喷射性能的实验研究

提出了一种多喷嘴结构的汽-液两相喷射器,该装置由7个蒸汽喷嘴、吸入室、7个混合室和扩散室组成.通过实验研究了不同蒸汽干度下多喷嘴汽-液两相喷射器的工作特性.结果表明:由于汽羽的特性和蒸汽喷嘴与混合室的距离对喷射性能的共同影响,喷射器存在一个最佳蒸汽压力,且其数值随低温水温度的升高而减小;蒸汽干度未明显影响低温水质量流量的分布规律;喷射系数随蒸汽干度的增大而增大,随低温水温度的升高而减小.     

圆柱形混合室截面直径对喷射系数影响的实验研究

依据索科洛夫等学者提出喷射器计算的经验公式对喷射器进行优化设计加工,并自行搭建测量喷射器性能实验台。采用N_2、CO_2、R290 3种自然工质,研究了当扩压室直径为定值,实验压力为高压(10 MPa≤P≤100MPa)状态时圆柱形混合室截面直径变化对喷射器性能的影响规律。实验结果表明:当喷射器背压为3.9 MPa、工作流体温度为90℃、工作流体压力变化范围为8.0～10.0 MPa或引射流体压力变化范围为2.4～2.9 MPa、混合室截面直径在1.7～2.1 mm范围变化时,喷射器的喷射系数均随圆柱形混合室截面直径的增大而升高,且在实验工况范围内,以N_2为工质的喷射系数随圆柱形混合室截面直径变化趋势相对平缓。     

基于沸腾空化模型的跨临界CO_2喷射器性能优化

喷射器内存在的激波效应对其性能有重要影响,现有的一维模型无法实现对激波的捕捉。在处理非平衡相变、超音速流和激波等复杂现象时,建立CO_2两相喷射器三维模型来捕捉喷射器超音速喷嘴处的激波特性,采用空化和沸腾相变模型来模拟流体的相变过程。经与文献的实验验证,沸腾空化模型能够准确分析喷射器的性能,喷射系数的最大误差为4.3%;进行5种湍流模型的对比,其中SST k-ω模型能很好地预测内部流动,喷射系数的最大误差为5.8%。进一步对设计工况下喷射器的几何尺寸混合段与扩散段进行优化,分析其与激波间的关系。结果表明:1)分析扩散角变化的影响,存在一个使摩擦损失与湍动能损耗都较小的最佳扩散角;2)在一定的工况下,存在最佳的混合室长度和直径使喷射系数较高,当混合室直径一定时,增加混合室长度有助于增加激波链的长度,但超过最佳混合室长度时,激波的强度逐渐减弱;在混合室长度不变时,减小混合室直径会使工作喷嘴出口处的激波幅度减弱,扩散室入口处的激波增强,但过多的增加混合室直径会使混合室的作用降低,失去升压效果。     

基于三维数值模拟的蒸汽喷射器结构优化

蒸汽喷射器可以有效利用余热资源,是一种节能环保的流体机械。采用计算流体力学(CFD)软件对蒸汽喷射器进行三维数值模拟,研究了喷嘴出口马赫数、混合室长度、等截面积混合段长度和扩压室长度对喷射器引射比和临界压力的影响。模拟结果表明:混合室长度存在一个最佳值,且最佳混合室长度与喷嘴出口马赫数有关;等截面积混合段长度和扩压室长度对引射比的影响不大,但是会影响喷射器的临界压力。研究结果对于蒸汽喷射器的设计和结构优化有一定的意义。     

地面管线蒸汽干度计算模型及影响因素分析

为实现稠油热采地面管线蒸汽干度准确预测,分析其对采油效率的影响,建立了湿蒸汽在地面管线内流动的热损失和压降耦合模型,采用微元法获得地面管线蒸汽干度拟合方程,研究了不同因素对水平管线沿程蒸汽干度的影响,结果表明:湿蒸汽计算值与拟合值相对误差均在10~(-6)～10~(-5)数量级,线性拟合方程可进行地面管线任意截面蒸汽干度预测;降低注汽锅炉出口温度和压力,增加注汽流量,提高初始蒸汽干度,可有效提高地面管线末端注汽井口的蒸汽干度。为稠油热采地面管线注汽系统的评价与优化提供理论参考。     

蒸汽喷射器效率优化方法及CFD分析

利用动量定理对蒸汽喷射器效率计算公式进行推导,得出蒸汽喷射器效率与喷射系数及混合速比的关系式.并利用CFD数值模拟方法,对不同的喷射器效率改进设计方法进行计算模拟研究.结果表明,在同等入口及出口参数条件下,对蒸汽喷射器结构参数的改进,可以提高喷射系数及喷射器效率.     

喷嘴可调式蒸汽喷射器的性能计算

基于气体动力学函数法,建立了的喷嘴可调式蒸汽喷射器的变工况性能计算模型。应用该模型得到了喷射器压缩蒸汽压力变化时,不同喷嘴喉口面积下喷射器性能的变化规律,为研究喷嘴可调式喷射器的变工况性能提供依据。结果表明:减小喷嘴喉口面积,喷射器的最佳工作点具有较高的喷射系数,同时该点的压缩蒸汽压力、压缩蒸汽温度较低;喷射器压缩蒸汽流量随喷嘴喉口面积减小而降低。     

制冷用蒸汽喷射器的运行参数分析

蒸汽喷射制冷系统运行时,喷射器参数的变化将会对喷射器的工作性能造成很大影响。通过单因素分析法对喷射器的工作蒸汽压力、引射蒸汽压力和混合蒸汽出口压力进行分析,得到对喷射器内部流场和喷射系数影响的一般规律。     

蒸汽喷射式热泵变工况性能分析

采用数值模拟的方法对低压蒸汽增压利用系统中的蒸汽喷射式热泵在非设计工况下的操作性能进行研究，计算并分析了工作蒸汽压力和温度、引射流体压力及混合流体压力等热力参数对热泵操作性能的影响。数值结果表明：当混合流体的压力低于一定的数值时，喷射系数维持一定值；而热泵对引射流体压力的变化极为敏感，引射压力的微小变化可能导致热泵操作性能的急剧下降；提高工作蒸汽的压力并不一定能改善喷射泵的工作性能，这是因为提高工作蒸汽压力会增加额外的蒸汽量所致；喷射系数随工作蒸汽温度的升高而略有增大，并近似呈线性率。     

渐缩型混合室引射式低压加热器加热性能实验研究

提出了一种渐缩型混合室结构的引射式低压加热器,用实验方法研究该加热器低进汽压力下的加热性能,分析了加热器入口参数对引射系数、出口温度和加热效率的影响。结果表明:在一定蒸汽压力下入水压力越高,引射系数越小;进水温度20℃下加热器出口温升达到或超过60℃;加热效率达到90%;加热器对入口参数的变化有良好的适应性,基本消除运行中高压入水进入低压蒸汽管道的危险,该装置可望在热力发电厂低压加热系统中得到应用。     

三喷头蒸汽水下喷注噪声试验研究

蒸汽在过冷水下喷注过程中,由于汽泡溃灭及喷注射流扰动会产生强烈的噪声.通过试验研究了不同结构的三喷头蒸汽水下喷注在不同的水温及蒸汽流量下的噪声规律.试验结果表明:三喷头喷注A声压级噪声主要受水温、蒸汽流量及喷头结构的影响,其中水温对喷注噪声的影响最大;喷注噪声随着蒸汽流量的增加而增大;在试验范围内,减小喷头的孔径或相对孔间距,可以减小喷注噪声.     

过热蒸汽装置-提高稠油开发效果的有效设备

本文介绍的过热蒸汽装置技术首次将普通锅炉软化水产生的湿饱和蒸汽直接过热,根据稠油热采工艺需要生产出蒸汽温度（320～400）℃,过热度（30～100）℃的过热蒸汽,用于稠油油田注过热蒸汽吞吐开采,试图对传统注湿饱和蒸汽稠油热采进行技术革命,为稠油油田高效开发提供了新途径。哈萨克斯坦肯基亚克盐上稠油实验区现场运行表明：注过热蒸汽较普通热采的驱油效率提高6％～12％以上,单井稠油产量相对第一轮常规湿饱和蒸汽吞吐平均日增油量达1～8t,并普遍延长了注过热蒸汽井的生产周期,是一项可提高稠油开发效果的有效措施,对实现稠油热采领域节能降耗具有重要意义。     

蒸汽凝结水密闭式回收系统中水抽汽喷射器的应用

介绍了密闭式蒸汽凝结水回收节能技术,及采用抽汽喷射器的新技术来回收乏汽。分析了此类喷射器的工作特点和节能意义,介绍了此类喷射器在实际中的使用情况。     

稠油地面蒸汽管线热力参数影响及保温厚度优化

提高蒸汽注汽品质和优化保温层厚度是改善地面蒸汽管线热力输运、实现稠油高效开采的关键。建立了油田地面蒸汽管线热力参数计算模型和保温层厚度经济性分析模型,基于分段微元方法求解沿程蒸汽干度、热损等特性参数,分析了锅炉出口蒸汽参数和注汽流量的影响规律,并结合经济厚度法的计算原理优化了保温层厚度。结果表明：提高锅炉出口蒸汽温度和压力,沿程蒸汽干度降低速度变快,沿程热损增加变快,与锅炉出口蒸汽温度313 oC,压力10.2 MPa相比,其热损最大增加11.15%;增加注汽流量,蒸汽干度提升且随管线沿程降幅缩小,等梯度注汽流量差下,高注汽流量时蒸汽干度降幅较小,其降幅为3.58%;经济厚度为0.33m时,其热损费用同比原有厚度可降低68.22%。     

R141b气液两相喷射器性能研究

考虑实际流体性质、混合室阻力和喉部激波现象,采用等压混合模型,根据质量守恒、动量守恒和能量守恒建立中心进气两相喷射器一维模型。以R141b为工质,研究在不同入口参数和混合室截面积变化比(混合室喉部截面积与混合室入口截面积之比)下喷射器的升压特性以及入口参数和混合室截面积变化比对喷射器出口压力和喷射系数的影响。结果表明:在一定工况下,入口主蒸汽压力每增加0.5 MPa,喷射器出口压力提高约0.002 MPa;入口引射液体压力每增加0.1 MPa,出口压力约升高0.6 MPa。相对于入口主蒸汽参数的变化,入口引射液体参数变化对喷射器的升压特性影响更大。另外,随着混合室截面变化比的增大,升压效果下降。在入口引射液体参数为0.1 MPa/299 K和0.2 MPa/321 K的条件下,混合室截面积比分别增至0.6和0.4时,出口处蒸汽不能完全凝结。研究结果适用于大部分工质,为喷射器的设计和运行提供理论指导。     

Simulation of Steam Injection Process for Horizontal Well with Heavy Oil Recovery

Horizontal well technology is widely used in the production of heavy oil. Steady-state model is used as main research method and assume constant wet steam parameters in wellbore, ignoring the impact of heat and mass transfers of steam from wellbore to the reservoir. Numerical calculation is used to analyze steam-water-oil three-phase on flow and heat transfer rule in reservoir and wellbore in startup phase. The influence rule on diffusion process of vapor and water hindered by oil stockpile in wellbore was analyzed, as well as vapor and water parameters change rule along the well. Result indicated that wet steam moving forward was hindered by oil stockpile in wellbore, which lead reservoir suction steam to be not uniform; dryness and temperature of steam gradually reduce, resulting in high temperature at the heel and low temperature at the toe of reservoir; reservoir suction steam effect was improved and reservoir heated range was expanded gradually with the increasing of steam injection volume and dryness; variation of reservoir porosity and permeability have a similar effect on reservoir suction steam, comparing with steam injection volume and dryness. When porosity and permeability were enlarged, reservoir suction steam effect and reservoir heated range would become better.     

CFD modelling and experimental investigation of an ejector refrigeration system using methanol as the working fluid

This paper presents results of computational fluid dynamic (CFD) analysis and experimental investigation of an ejector refrigeration system using methanol as the working fluid. The CFD modelling was used to investigate the effect of the relative position of the primary nozzle exit within the mixing chamber on the performance of the ejector. The results of the CFD were used to obtain the optimum geometry of the ejector, which was then used to design, construct and test a small‐scale experimental ejector refrigeration system. Methanol was used as the working fluid, as it has the advantage of being an ‘environmentally friendly’ refrigerant that does not contribute to global warming and ozone layer depletion. In addition, use of methanol allows the ejector refrigeration system to produce cooling at temperatures below the freezing point of the water, which of course would not be possible with a water ejector refrigeration system. CFD results showed that positioning the nozzle exit at least 0.21 length of the mixing chamber throat's diameter upstream of the entrance of the mixing chamber gave better performance than pushing it into the mixing chamber. Experimental values of coefficient of performance (COP) between 0.2 and 0.4 were obtained at operating conditions achievable using low‐grade heat such as solar energy and waste heat. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

船用真空海水淡化装置液_汽引射器的数值模拟及试验研究

根据一维引射特性方程估算理想的用于船舶真空海水淡化装置的引射器参数,然后用数值计算和试验的方法对液-汽引射器的工作特性进行了研究。结果表明:随着工作流体压力的增大引射系数增大,一定程度后对引射系数的贡献不再显著;引射流体压力越大引射系数越大,但考虑到海水在低温下蒸发的要求引射流体压力不宜过高,工程中需综合考虑;喷嘴直径与接收室直径之比为0.4324时,引射器性能最佳。