可調式蒸汽噴射器的三維數(shù)值模擬及分析.pdf

1、蒸汽噴射器是一種將高壓蒸汽和低壓蒸汽混合，并發(fā)生能量交換，達到適中蒸汽壓力及抽取真空的裝置。它具有節(jié)能效果好、結構簡單、造價低廉和維修方便等優(yōu)點，并且對被抽吸介質無嚴格要求，廣泛應用于海水淡化、水利、化工、石油及航空等領域。
　　傳統(tǒng)結構的噴射器是在特定工況參數(shù)下設計完成的，一經(jīng)制成則只能在設計工況時保持最佳的工作性能。一旦操作參數(shù)偏離設計工況，噴射性能會迅速降低，甚至不能工作。而可調式蒸汽噴射器在操作工況變化時可以對噴嘴喉部直徑

2、進行調節(jié)，使噴射器穩(wěn)定運行。
　　由于傳統(tǒng)的理論和實驗方法不能對可調式蒸汽噴射器內部的超音速流場做出準確的分析和測定，本文采用商業(yè)模擬軟件STAR-CCM+，對可調式蒸汽噴射器進行三維數(shù)值模擬?？疾觳僮鲄?shù)和結構參數(shù)對可調式蒸汽噴射器內部流場的影響，分析了噴射系數(shù)、噴射器各段效率以及混合室內的渦結構與操作參數(shù)和結構參數(shù)變化的關系。
　　本文主要的研究工作：（1）分析了背壓、工作蒸汽壓力和引射蒸汽壓力對可調式蒸汽噴射器內流場結

3、構及性能的影響；（2）考察分析面積比對噴射系數(shù)、蒸汽流量、噴嘴效率、吸入室效率、混合室效率以及擴壓室效率等參數(shù)的影響；（3）與設計參數(shù)相同的單噴嘴蒸汽噴射器，在相同操作工況下的模擬結果進行對比分析；（4）對混合室內流體渦結構進行分析。
　　研究結果表明：在噴射器偏離設計操作條件時，通過改變面積比可以將噴射器性能保持在一個相對穩(wěn)定的區(qū)域。操作壓力是影響噴射器工作性能的主要操作參數(shù)。噴嘴效率只受工作蒸汽壓力和面積比的影響；引射蒸汽壓力