结构参数对蒸汽喷射压缩器性能的影响

采用有限体积法离散控制方程,标准k ε湍流模型,近壁面处使用壁面函数修正的方法对蒸汽喷射压缩器的超音速混合过程进行数值模拟。计算并分析了第二喉管与工作蒸汽喷嘴喉管面积比、喷嘴出口截面与混合段入口截面间的距离等几何参数对喷射器操作性能的影响。数值结果表明,喉管面积比及喷嘴位置的改变极大地影响着波系结构,在一定的设计工况下,总存在一个最佳的面积比及一个最佳的距离对应于最大的喷射系数,并给出了最佳几何参数下的主要物理特征。     

蒸汽喷射压缩器的操作状态

采用有限体积法离散控制方程,标准k-ε湍流模型,近壁面处使用壁面函数修正的方法对蒸汽喷射压缩器的超音速混合过程进行数值模拟。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喷射器操作性能的影响,并根据喷射器内的物理现象及喷射系数的变化规律将蒸汽喷射压缩器的操作状态分为临界状态、亚临界状态和回流状态3类,同时指出临界点为最佳工作点。     

蒸汽喷射器用双喷嘴结构性能的数值研究

运用CFD数值模拟的方法研究了第二喷嘴进出口截面大小对喷射效率的影响,并对比研究了不同工作流体压力下普通喷嘴结构和双喷嘴结构对蒸汽喷射器操作性能的影响。计算结果表明,在相同的操作条件下,双喷嘴结构能有效地提高喷射器的喷射系数。同时,第二喷嘴进出口截面以及第二喷嘴出口长度存在一最佳值,对应于最大喷射系数。并且这种喷嘴结构能有效改善由于工作流体压力降低而造成的设备操作性能恶化,提高蒸汽喷射器运行的稳定性。     

喉嘴距、面积比和引射压力对喷射器性能影响的研究

采用流体动力学计算软件FLUENT对大气喷射真空泵的超音速混合过程进行数值模拟,分析了喉嘴距、面积比和引射压力等参数对工作性能的影响。结果表明,操作参数与几何参数对喷射器的波系结构影响很大,在一定的设计工况下,存在一个最优面积比和最优喉嘴距,对应于最大引射流量。     

蒸汽引射器CFD辅助结构研究

运用计算流体力学数值模拟方法,对蒸汽引射器的喷嘴距、混合室长度和喉管长度这3个轴向尺寸对喷射系数的影响规律进行了数值模拟.结果表明,随3个轴向尺寸的增大,喷射系数先逐渐增大再逐渐下降,其最佳值与索科洛夫经验公式算出的结果有较大的差异,表明索科洛夫经验公式算出的轴向尺寸有较大的优化空间.     

蒸汽喷射压缩器的变工况特性分析

蒸汽喷射压缩器工作特性对系统性能产生很大的影响。文中采用气体动力函数法,建立了蒸汽喷射压缩器变工况特性数值计算模型,对热压缩海水淡化系统中的蒸汽喷射压缩器的变工况性能进行了计算,分析了工作蒸汽压力、引射压力、混合蒸汽压力对喷射系数的影响。计算结果表明,当压缩蒸汽的压力低于一定值时,喷射系数保持不变;喷射压缩器特性对蒸发压力的变化最为敏感,引射压力的微小变化将导致喷射器性能的明显变化;而提高工作蒸汽压力,在一定范围内可以提高喷射器的性能,但超过一定数值后反而会引起喷射器性能的降低。与试验结果对比表明,采用该方法能够正确地预测喷射压缩器的工作性能。     

研究操作参数对喷射泵工作性能的影响

以索科洛夫对喷射泵设计理论为基础,结合matlab编译语言对配套薄膜蒸发装置中的喷射泵的喷射系数进行计算,分析主要操作参数(工作蒸汽、引射蒸汽和混合蒸汽压力)对喷射泵工作性能的影响。     

水力射流真空泵面积比mY的调整

我厂季戍四醇浓缩结晶过程中，使用水力射流真空泵将蒸发釜内的蒸汽随工作蒸汽带走，完成蒸发。原设计的水力射流真空泵在试车过程中真空度达不到设计值（0．07MPa），加负荷时不吸气且出现倒液现象。分析原因，其主要参数喉管截面积与喷嘴截面积之比mY仅为1．85，随着负荷的增加泵喉管入口段很快达到极限状态─—不吸气，倒液现象也随之产生。水力射流真空泵的问题成为季戍四醇生产的侄桔，因此我们对该泵参数进行了调整。1水力射流真空泵mY值的调整计算水力射流真空泵真空度Ps＝0．07MPa，出口压力Pc＝0．1MPa；供水由φ133×4管线从…     

不同几何尺寸蒸汽喷射器的三维模拟研究

蒸汽喷射器是利用高压流体(称工作流体)抽吸低压流体(称引射流体)以提高引射流体压力的设备。采用FLUENT数值模拟来分析蒸汽喷射器内部流场变化,在其他结构条件喷嘴不变化的情况下,分别对结构参数(喷嘴直径比和渐缩段长度)对蒸汽喷射器性能的影响进行了数值模拟。研究表明:当喷嘴直径比(喷嘴出口直径与喷嘴喉部直径之比)为2时、渐缩段长度为30 mm时,喷射器的引射系数达到最大。     

主喷嘴直径对蒸汽喷射器性能的影响

利用FLUENT软件对蒸汽喷射器复杂的内部流场进行数值模拟计算,并对喷射器内部流体流动过程中压力、速度等参数的变化规律进行分析研究,重点讨论了混合蒸汽压力和主喷嘴出口直径的变化对蒸汽喷射器引射性能的影响。结果表明：蒸汽喷射器存在一个临界出口压力,主喷嘴出口直径存在一个最优范围,此时喷射器的引射性能达到最佳,而且激波的耗散损失较小。     

蒸汽喷射器混合室两相流动的数值模拟

应用适用于跨声速流动的湿蒸汽两相流模型对蒸汽喷射器内流体的流动进行了数值模拟研究。重点研究了蒸汽喷射器混合室内流体的流动过程,并比较了采用湿蒸汽模型和理想气体模型计算结果差异。研究结果表明,湿蒸汽模型中,蒸汽喷射器引射系数略高于理想气体模型的,混合室内喷嘴出口和引射蒸汽入口附近激波产生的局部高压明显小于理想气体模型的,工作蒸汽速度、温度的降低也要比理想气体模型的小。     

蒸汽喷射器喷射系数计算的热力学模型

对蒸汽喷射器的工作过程进行了深入分析,从热力学参数的角度出发,建立了蒸汽喷射器喷射系数计算的理想模型、动量守恒模型及动能守恒模型.采用IAPWS-IF97公式计算蒸汽热力参数,对喷嘴、混合段及扩散段的效率对单级蒸汽喷射器火用效率的影响作了分析.结果表明,动量守恒模型虽在数学上与理想模型有一定的差异,但若采用适当的效率系数可以取得与经验数据满意的一致性;而动能守恒模型虽然当所有效率等于1时能与理想模型相一致,却很难找到一组系数使之与经验值相吻合.实际中,采用动量守恒模型计算喷射系数及压缩压力,动能守恒模型分析喷射器的火用效率能取得令人满意的效果.     

喷嘴可调式喷射器性能的实验研究

海水淡化系统中,负荷的变化要求热力蒸汽压缩器（Thermal Vapour Compressor）的流量也随之改变,但要求TVC的出口压力尽量不随之改变。因为系统的正常运行对出口压力对应的饱和温度很敏感,如果饱和温度过高,会导致系统内部结构腐蚀严重,降低使用寿命,甚至危害整个系统的正常运行。引入可调式喷射器,对其性能进行实验研究,测量并分析了喷针在不同位置时,可调式喷射器的压力、流量和喷射系数的变化。结果显示,在需要改变流量的时候可以保持喷射器出口压力基本不变。     

Hydrodynamic aspects of ejectors

The use of ejectors as a gas-liquid contacting device has been reported to give higher mass transfer rates than conventional contactors. Computational fluid dynamics (CFD) modeling studies were undertaken to understand the hydrodynamic characteristics with reference to the ejector geometry. The CFD model also provides a basis for quantifying the effects of operating conditions on the ejector performance. CFD studies show that at low value of area ratio (ratio of throat area to nozzle area), due to the larger diameter of the water jet, the annular area available for air flow reduces, causing recirculation of the entrained air within the converging section of the ejector. On the other hand, for higher values of area ratio, due to smaller diameter of the water jet, the momentum transfer to the air decreases and all the entrained air cannot be forced through the throat. As a result, the net air flow rate going into the throat for both area ratios is small. Thus there is an optimum area ratio for the maximum air entrainment rate. The air entrainment rate correlates with pressure difference between the air entry and throat exit for a wide variety of ejector geometries and operating conditions. The overall head loss factor and the ejector efficiency can be predicted a priori.     

压缩/喷射制冷循环中两相喷射器性能

考虑引射流体的壅塞现象和混合室内的凝结激波现象,对混合室采用恒面积混合模型,应用质量守恒、动量守恒和能量守恒对两相喷射器建立了热力学模型。以R141b为工质,研究了在不同混合压力条件下喷射器内的压力变化趋势,分析了混合压力对系统性能、喷射器喷射系数和出口压力的影响,探讨了喷射器最优引射室压降、系统最优性能系数及相应的性能提高率随冷凝温度和蒸发温度的变化情况。结果表明:在本文计算工况范围内,两相喷射器混合室内无凝结激波的发生;对混合室采用恒面积混合模型相比等压混合模型更合理;恰当选择混合压力对优化系统的性能非常重要,其最佳值略低于引射流体压力,而远高于引射流体的临界压力,且其对应于喷射器取得最高的喷射系数。     

Effect of ejector configuration on hydrodynamic characteristics of gas-liquid ejectors

Ejectors are gas-liquid contactors that are reported to provide higher mass transfer rates than conventional contactors. Detailed experiments were performed and computational fluid dynamics (CFD) modeling studies were undertaken to understand the hydrodynamic characteristics of the ejector geometry. The CFD model provides a basis for quantifying the effects of operating conditions on the ejector performance. CFD studies shows that there is an optimum ratio of nozzle area to throat area (area ratio), at which the liquid entrainment rate is the highest. This can lead to substantial economic benefit in the industrial practice. The liquid entrainment rate correlates with pressure difference between the water surface in the suction chamber and the throat exit for a wide variety of ejector geometries and operating conditions.     

一种新型多喷嘴汽-液喷射器的性能

目前汽-液喷射技术中关于湿蒸汽的研究较少,然而在实际工业中,相当一部分低压蒸汽是具有一定干度的湿蒸汽。为此,设计了以湿蒸汽为工作蒸汽的实验台,并采用一种多喷嘴结构的汽-液喷射器作为实验元件,分析了蒸汽压力、蒸汽干度及喷射器背压对其性能的影响。实验结果表明：蒸汽干度使蒸汽质量流量随蒸汽压力变化的曲线平移。喷射系数随蒸汽干度的增大而增大。蒸汽压力较低时,喷射系数和过冷水流量随蒸汽压力的升高而增大,随着蒸汽压力的升高,当汽羽的长度大于喷射器的喉嘴距时,过冷水发生壅塞,喷射系数开始减小,而过冷水流量的减小延迟。总体上,喷射系数随背压的升高而减小,在背压不同的范围内,喷射系数下降的速度有所不同。     

结构参数对液液喷射反应器性能的影响

以酸碱快速中和反应为例,利用CFX5软件,分析了喷射反应器结构尺寸(扩散段角度、喷嘴/混合段直径比及喷嘴位置)对流动混合特性、阻力分布及反应行为的影响规律。结果表明:喷嘴/混合段直径比存在一个最优值0.35,大于该值,则喷射反应器内相同截面上转化率变低,而小于该值转化率不会进一步提高,但压力降却进一步增加;喷嘴出口离混合段距离越远,反应越早完成,喷嘴出口位置与吸入管中心在同一平面时反应效果最好,在此处的压力降也最大;扩散角度越小,喷射反应器内流体混合越好,相同截面上转化率越高,但同时喷射器的压力降也越大。