喷嘴和蒸汽喷射器的研究

喷嘴和蒸汽喷射器的研究

一、喷嘴与蒸汽喷射器研究(论文文献综述)

张畅[1](2021)在《乏汽供热系统中蒸汽喷射器的数值模拟及混合室结构参数优化研究》文中研究表明在生产过程中,热电厂的热能利用效率一直饱受诟病,如何利用浪费的低品位热能,在确保热力的条件下实现供电能力最大化,成为热电联产电厂发展的最大挑战。蒸汽喷射器是一种结构简单且不消耗机械能的流体机械,它通过高压蒸汽与低压乏汽之间的压力差,进行压力能与机械能的转化,得到中压的出口蒸汽并以此对热力网循环水进行加热。本文通过给定的运行参数,设计了中型蒸汽喷射器的主体结构,运用单因素分析法探究运行参数、混合室结构参数各自与引射系数的关系,且分别对这两组参数进行优化,达到提高喷射器喷射性能的目的。首先,本文对蒸汽喷射器的工作原理进行了介绍。通过气体动力学函数法,求得对应运行参数下蒸汽喷射器主体部分的尺寸,进行结构设计并计算引射系数。其次,通过计算流体动力学软件ICEM和FLUENT对之前所得蒸汽喷射器进行几何建模与数值模拟,整合数值模拟后处理结果,详细分析了在单因素分析法下,工作流体、引射流体、混合流体的运行参数与混合室渐缩段长度、等截面长度、喉部直径三个结构参数对蒸汽喷射器喷射性能的影响,且得到较好喷射性能的运行参数与结构参数。模拟结果表明:在运行参数中,工作流体压力存在一个使引射系数最大的最优解;引射流体压力与引射系数呈正相关;混合流体压力使引射系数保持恒定,直至超过临界值,两者之间呈急剧负相关趋势。在混合室结构参数中,渐缩段长度与喉部直径存在一个使引射系数最大的最优解;等截面长度对引射系数的影响并不明显。最后使用二次正交回归分析处理模拟数据,使用MATLAB分别拟合出运行参数和混合室结构参数与引射系数的目标函数。在MATLAB内进行编程,因粒子群算法易陷入局部最优等问题,所以改进粒子群算法中的惯性权重与学习因子并加入了高斯扰动。而后通过改进的粒子群算法求解两个目标函数,分别得出最优运行参数组与混合室结构参数组。在此基础上,对两组最优参数进行数值模拟,结果表明,优化后的运行参数与混合室结构参数分别将喷射器引射系数提高了18.2%和2.3%。

于耀[2](2021)在《蒸汽喷射器的结构优化及多喷嘴结构的数值模拟》文中进行了进一步梳理蒸汽喷射器由于其不含运动部件、工作稳定、结构简单等优点,常在某些系统中取代机械压缩机实现对蒸汽的压缩作用。在MED-TVC海水淡化系统中就可回收末效低压蒸汽,将其升压为高压蒸汽,实现了将低品位能源转化为高品位能源。蒸汽喷射器的引射系数直接影响系统的性能,在抽吸的低压蒸汽压力不变时,临界背压则决定喷射器升压的能力。基于此,本文通过改变各部分结构参数来优化蒸汽喷射器的性能,考虑了使用多喷嘴来增强喷射器内部混合过程。利用Fluent建立了 MED-TVC海水淡化系统用蒸汽喷射器的二维数值模型,并将数值计算结果与已有的实验结果进行对比,验证了所使用数值模型的可靠性。计算了不同背压下的流动情况,确定了第二激波与出口背压的关系。对不同结构参数下的蒸汽喷射器进行数值模拟,通过双临界状态下的引射系数和临界背压,来确定能使性能保持最佳的结构,以实现对蒸汽喷射器的结构优化。主喷嘴直径比最佳值为3.98,此时喷射器内部流动损失最小,直径比偏离最佳值后,混合室渐缩段壁面的回流区变大,流动损失变大,第一激波链导致的机械能损失也更大。主喷嘴向混合室方向移动时,混合室渐缩段的回流区先变小直至消失,流动损失减小,到达最佳位置时△x/dt=30;而主喷嘴继续往混合室方向移动时,二次蒸汽的流通面积减小,第一和第二激波互相干扰,流动损失增大。随着混合室渐缩段长度增大至最佳长度,两股激波互相干扰导致的能量损失减小,一二次蒸汽可以充分混合,此时混合室长度为44倍主喷嘴喉部直径,长度继续增大,壁面回流区面积增大,流体流动的摩擦损失也会增大。随着渐缩角度的减小,壁面回流区域消失,二次蒸汽在混合室内速度增大,一二次蒸汽动量交换的损失减小,到最佳角度时tanθ=0.058,而角度继续减小则由于二次蒸汽流通面积减小,引射系数略有减小。随着等截面喉部直径增大,混合室内二次蒸汽速度增大,一二次蒸汽混合的能量损失减小,混合蒸汽在等截面喉部的摩擦损失也逐渐减小,到最佳直径时dc/dt=13.64。等截面喉部和扩散室的长度对蒸汽喷射器的引射系数基本没有影响,随着长度减小,临界背压略有减小,但减小幅度很小,因此可以考虑减小此两部分的长度来缩小蒸汽喷射器的整体尺寸。建立了三维模型,研究多喷嘴蒸汽喷射器的内部流动特征和性能的变化。随着喷嘴数增加,等截面喉部内的压力升高,每股高速射流能达到的长度减小,能达到的最大速度也变小,一二次蒸汽进行动量交换速度达到均衡的距离变短,引射系数和临界背压逐渐减小。最后改变一二次蒸汽的入口压力,随着一次蒸汽的压力升高,第一激波链变长,第一激波能达到的最大马赫数相差不大,第二激波更加明显,引射系数减小,而临界背压增大;随着二次蒸汽的压力升高,第一激波链变短,第二激波逐渐增强,引射系数由于压差驱动力的增加而变大,临界背压也随之增加。相比单喷嘴蒸汽喷射器,多喷嘴蒸汽喷射器能够进一步减小混合室的长度,进而进一步缩小喷射器的整体尺寸,能够在更高的一次蒸汽压力下工作。

杨雅楠[3](2020)在《喷射器关键结构影响机理及新型喷射器性能分析》文中研究说明喷射式制冷系统是制冷技术中一种较为节能的低品位热源驱动制冷系统,然而,喷射式制冷系统都具有低性能系数的缺点,喷射器作为系统的核心部件,它的性能往往是影响系统性能参数的关键因素之一。喷射器内部混合的复杂过程,涉及诸多流体力学问题,如激波问题、湍流问题、壅塞而导致的“恒能力”现象等。清楚认识其内部流场变化对于提高其性能是至关重要的。针对解决喷射器在亚临界区域工作时性能恶化的现象,提出增气补焓式喷射器结构。本文重点从喷射器其内部流场分布和激波特性,来讨论如何提高其性能。针对解决喷射器在亚临界区域工作时性能恶化的现象,提出增气补焓式喷射器,研究其工作特性。本文的主要研究内容和结论如下:以计算流体力学软件FLUENT作为研究平台,经过网格无关化研究,比较了五种常用的湍流模型:RNG k-?、Standard k-?、Realizable k-?、Standard k-ω和SST k-ω湍流模型,建立了喷射器合理的数值计算模型。其中RNG k-?湍流模型的CFD计算结果与实验结果最接近,误差最小。对固定结构的喷射器流场进行模拟,详尽讨论了工作参数对喷射器轴线上压力和马赫数分布和激波特性的影响。结果如下:证明存在一个最优一次流体压力Pp*和临界背压Pc*的存在。其中一次流体压力、二次流体压力和出口背压对喷射器内部的流场分布以及激波的强度和位置有显着影响。当混合流动区域压力低,喷嘴出口附近的激波强度小,可以有效提高引射量和喷射系数。针对喷射器关键尺寸设计,保持喷射器的工作参数相同,详尽讨论不同尺寸的喷射器轴线上压力和马赫数分布特性、激波和膨胀波的变化,研究结构尺寸变化对喷射器性能的影响。结果如下:存在一个最佳喷嘴直径比,喷射系数和临界背压同时达到最大。随着喷嘴直径比的增加,喷嘴出口处压缩激波的强度先增加后减小。不同喷嘴直径比下对应不同的最佳喷嘴距,最佳喷嘴距与喷嘴直径比呈现递减的关系,即喷嘴直径比越大,最佳喷嘴距越小,当喷嘴直径比为最优值时,其对应的相对最优NXP不大也不小,处于中间值。保持喷射器的进出口条件不变,随着混合室直径比的增加,存在一个最佳直径比,使得喷射系数最大;随着混合室直径比的增加,临界背压逐渐减小。基于针对改善喷射器在亚临界工作状态性能恶化的现象,通过分析传统设计的喷射器内部流场分布特性,设计增气补焓式喷射器的结构,采用数值模拟计算方法对新型喷射器的工作特性曲线进行研究。结果如下:与传统喷射器作比较,在扩压室引入高压的补气流体,验证了增气补焓式喷射器并且其能够在保持最大喷射系数不变,可以有效的扩大在双临界模式的工作压力范围(Pb*>Pe*),改善亚临界工作状态下的工作性能;装配有渐缩型补气管的增气补焓式喷射器的临界背压大于渐缩渐扩型补气管的;随着渐缩型补气管的喉部的增大,临界背压逐渐增大;随着补气流体压力的增大,临界压力Pb*逐渐增大。本论文有图52幅,表16个,参考文献104篇。

高硕[4](2020)在《关于带辅助引射入口的蒸汽喷射器模拟优化及其应用研究》文中研究表明本文针对蒸汽喷射器进行仿真研究,试图通过在其低压区添加辅助引射入口以利用其压力势能的方法来提高喷射器的性能,并对这种新型结构的喷射器在实际工业当中的应用方法展开讨论。本次研究首先通过运用CFD方法分别从辅助引射入口的位置、宽度、工作压力等三个方面对带有辅助引射入口的蒸汽喷射器进行初步优化,并从喷射器出入口质量流量,内部压力场以及速度矢量场进行了详细分析和讨论。结果表明在低压区添加辅助引射入口确实可以提高喷射器的性能,并且其对喷射器内部流场具有重要影响。辅助引射入口存在一个最优位置比Lb/Lm=1.10和一个最优宽度w=4mm对应于喷射器最优的引射性能,与传统喷射器相比可以提高2.7%;在辅助引射入口的最优位置比和最优宽度确定的基础上,增加其工作压力Pa可以有效避免内部回流,其中在工作压力为37kPa时辅助引射入口的质量流量达到最大,喷射器出口质量流量提高约1 5.5%。后续通过模拟发现增大扩散管角度会使激波的位置向上游移动,进而显着影响辅助引射入口性能,因此在之前初步优化的基础上,本文结合扩散管角度的影响因素,再次对辅助引射入口的位置、宽度、工作压力进行了深度优化。研究发现,在每一个扩散管角度下都存在一个最优的辅助引射入口位置,并对应一个最大的辅助引射入口质量流量,其中在扩散管角度为10°时质量流量达到最大值,此时对应的最优位置是L=1mm,与初次优化所得到的结果相比,辅助引射入口的质量流量可以提高约55.1%,与传统蒸汽喷射器相比,引射系数可提高4.1%;辅助引射入口的宽度受扩散管角度的影响较小,无论扩散管角度如何改变,最优宽度始终为4mm;当扩散管与辅助引射入口的结构参数处于最优组合时,重新增加辅助引射入口的工作压力Pa得到了与初次优化相同的变化趋势,但以Pa二35kPa为节点,当工作压力小于35kPa时,辅助引射入口质量流量和喷射器出口质量流量都大于初次优化的结果,当工作压力Pa大于35kPa时,辅助引射入口质量流量和喷射器出口质量流量都小于初次优化所得的结果。依据目前多种可应用蒸汽喷射器的实际工业系统的工作原理,可将这些系统分为存在多级压降和不存在多级压降两类。并结合本次的研究成果发现,通过提高辅助引射入口的工作压力来提升喷射器性能的方法只能应用于存在多级压降的系统,对于不存在多级压降的系统,辅助引射入口所连接的管路只能与二次流入口相同,系统效率的提升效果较小;而对于存在多级压降的系统,辅助引射入口可以与压力介于二次流入口和喷射器出口的管路连接,系统效率的提升效果可以大幅提升。

王威宁[5](2019)在《船用热法海水淡化系统中蒸汽喷射器的性能研究》文中指出经济高速发展的今天,航运业对经济发展举足轻重。船舶在航行过程中需要消耗大量的淡水来满足船上人员和设备的需求,特别是大型远洋邮轮的淡水需求问题更为突出。从陆地上携带淡水的方式无法满足船舶用水的需求,大多数船舶都配备有海水淡化装置。热法海水淡化是一种能够有效利用船舶余热制取淡水的方法,本文针对带有蒸汽喷射器的船用低温热法海水淡化系统进行了理论分析和实验研究。主要研究工作包括:首先,根据船舶柴油机缸套水余热的特点,设计了一种带有蒸汽喷射器的船用低温热法海水淡化系统,并建立了相应的数学模型。根据海水进水温度与低温蒸发器蒸发温度的相对高低,将系统的运行模式分为两种工况。通过对该系统的数值计算获得了以下结论:在低温蒸发器蒸发温度与海水进水温度不变时,系统单位热量产水量随着高温蒸发器蒸发温度的上升而上升。在相同工况运行模式下,高温蒸发器蒸发温度与低温蒸发器蒸发温度不变,单位热量产水量随海水进水温度的升高而升高。当高温蒸发器蒸发温度为70℃,低温蒸发器蒸发温度为10℃,海水进水温度为8℃时,单位热量产水量达到最大,最大值为1.321×10-3kg/kJ,该系统相比于传统真空沸腾式海水淡化系统单位热量产水量提高了 288.5%。其次,开展了异形喷嘴对蒸汽喷射器性能影响的数值模拟研究。根据等压混合模型设计了应用于高、低温热源的异形喷嘴的蒸汽喷射器,其中异形喷嘴包括三波瓣形喷嘴、四波瓣形喷嘴、五波瓣形喷嘴、六波瓣形喷嘴、圆转方形喷嘴和矩形喷嘴。研究了高、低温热源条件下异形喷嘴对蒸汽喷射器内部流动的影响。获得了以下结论:在高温热源条件下,波瓣形喷嘴的波瓣数从三增加到六时,波瓣形喷嘴出口的一次激波长度变长,且流动状态逐渐变为圆形,蒸汽喷射器混合室涡流减弱,蒸汽喷射器的引射比和临界冷凝压力逐渐升高,但引射比与临界冷凝压力均低于拉伐尔喷嘴蒸汽喷射器;圆转方形喷嘴、矩形喷嘴和拉伐尔喷嘴出口的一次激波与二次激波的形状基本相同,工作流体进入混合室的过程中流动逐渐变为圆形,相应的蒸汽喷射器的引射比与临界冷凝压力相近。在低温热源条件下,圆转方形喷嘴与矩形喷嘴出口的一次激波相较于拉伐尔喷嘴长度变长,蒸汽喷射器的引射比与临界冷凝压力略微上升。最后,开展了对异形喷嘴蒸汽喷射器的实验研究。针对高温热源下发生温度为1 10℃~130℃,蒸发温度为5℃~20℃;低温热源下发生温度为40℃~70℃,蒸发温度为15℃~25℃的工况条件,研究喷嘴形状、工况条件对蒸汽喷射器性能的影响。获得了以下结论:高温热源下,波瓣形喷嘴蒸汽喷射器临界冷凝压力均低于拉伐尔喷嘴蒸汽喷射器,仅有六波瓣形喷嘴蒸汽喷射器的性能系数(Coefficient of Performance,COP)高于拉伐尔喷嘴蒸汽喷射器,随着波瓣数的增加蒸汽喷射器COP与临界冷凝压力逐渐增加;矩形喷嘴蒸汽喷射器COP高于拉伐尔喷嘴蒸汽喷射器,临界冷凝压力低于拉伐尔喷嘴蒸汽喷射器,圆转方形喷嘴蒸汽喷射器COP与拉伐尔喷嘴蒸汽喷射器基本相同,临界冷凝压力介于拉伐尔喷嘴与矩形喷嘴蒸汽喷射器之间。

杨明文[6](2019)在《乏汽供热系统蒸汽喷射器的数值模拟及参数研究》文中研究说明热电联产存在着冷端损失大的问题,基于节能减排的要求,提出将乏汽进行余热回收。蒸汽喷射器利用高温高压流体卷吸低温低压乏汽,将混合之后的中温中压蒸汽用于加热热网水,可以有效减少热能损失。蒸汽喷射器的结构虽然简单,但是其结构设计常常难以达到实际的工况要求,并且其内部蒸汽之间的混合过程和混合机理也难以确定。传统设计中,常采用图表法和经验估算法确定蒸汽喷射器的结构尺寸,误差较大。本文针对小型蒸汽喷射器进行研究,主要包括蒸汽喷射器的结构设计、数值模拟和智能算法优化结构参数。首先,对蒸汽喷射器的基本理论和常用设计方法进行了介绍,在特定工况下,依据索科洛夫的气体动力学计算法设计蒸汽喷射器的结构参数。其次,根据设计的结构参数建立蒸汽喷射器的二维数值模型,分析蒸汽喷射器内部的流场特性。利用数值模型的可重复操作性,分析混合出口蒸汽压力对引射系数的影响,验证了此数值模型的可靠性;研究工作蒸汽压力、引射蒸汽压力、喷嘴距和等截面混合室长度的改变对喷射器性能的影响,数值模拟结果表明,过高或者过低的工作蒸汽压力均对应较小的引射系数;引射蒸汽压力越高,引射系数就越大;存在最佳的结构参数,使得蒸汽喷射器的工作性能最优。最后,在MATLAB软件中,编程GA-BP神经网络算法,应用数值模拟获得的样本数据,建立结构参数与引射系数的非线性映射关系,利用控制步长的方法在已建立的GA-BP神经网络中搜索最大的引射系数,其对应的结构参数即是最优结构参数,其优化结果经CFD数值验证,验证结果表明,经过算法优化得到的引射系数比之前提高了6.12%。

于帮雨[7](2019)在《可调式喷射器变结构性能分析》文中研究指明蒸汽喷射器是一种增压、真空和混合装置,可以利用高压蒸汽抽吸低压蒸汽,实现流体之间的能量及质量交换。喷射器结构简单,具有制造简单及显着的节能效果等优点,被广泛应用在石油化工、工业制冷、燃料电池、航空航天及海水淡化等领域。喷射器内部流体混合过程很复杂,存在着射流、卷吸、激波及剪切层的作用,工况变化时流场特性变化显着,导致喷射器对工况的适应性较差。因此,对蒸汽喷射器进行结构优化及性能分析具有重要的工程意义。传统的喷射器多为固定式结构,只有在设计工况下才具有最好的工作性能,当工况改变时,其工作效率会降低,因此对可调式喷射器的研究成为近年来蒸汽喷射器的重要研究方向。本文通过利用ANSYS软件,对固定式和可调式喷射器进行数值计算,对内部流场进行观察分析,得到了工作压力、引射压力及背压对喷射性能的影响,并对喷射器进行结构优化分析,研究了喷嘴距、调节锥占喉口面积百分比及混合室收缩角度对喷射性能的影响,得到了最佳喷嘴距及最佳混合室收缩角。本文的主要研究内容和结论如下:1.建立蒸汽喷射器物理模型,进行网格无关性验证,并对实验进行对比验证,分析了出口压力对喷射性能及流场的影响,得到喷射器的三种工作模式:临界模式、亚临界模式及回流。2.固定喷射器结构时,研究了工作蒸汽压力对喷射性能、临界背压及引射压力设计点的影响。发现存在最佳工作压力,使喷射系数最大;工作压力越大,临界背压越大,引射压力设计点越小。3.对喷嘴出口位置进行研究,发现存在一最佳喷嘴距,使喷射系数最大;而随着喷嘴距增加,最佳工作压力变小,临界背压变大。4.对可调式喷射器进行研究,发现调节锥占喉口面积越大,喷射系数越大,最佳工作压力越大,临界背压越小,喷射器能工作的范围越窄。调节锥占喉口面积大小还会影响激波强度及最佳喷嘴距。5.对混合室收缩角进行研究,发现存在最佳混合室收缩角,使喷射系数最大,调节锥占喉口面积百分比会影响喷射系数随收缩角变化的变化率,但不影响最佳混合室收缩角度。

姚轶智[8](2019)在《多相动量交换增强型喷射器特性研究》文中研究指明喷射器作为静止式增压设备,存在设备引射性能低、轴向尺寸长和抗波动能力差等问题,根本原因在于喷射器动量交换效率低、设备结构固定,进行相应结构改型,能够提升喷射器设备性能、缩短轴向尺寸、拓宽使用范围。本文编制空气/蒸汽工况喷射器设计程序,并对工况可调和动量增强方案进行研究。研究发现:设计驱动喷嘴轴向距离和径向面积可调机构,能够实现喷射器工况在线调节;通过在驱动喷嘴尾部加设动量增强元件,变传统二维动量交换为三维动量交换,能够提升设备引射性能,缩短设备轴向尺寸。本文利用实验研究和数值分析完成以下工作:(1)基于索科洛夫喷射器设计思想,编制空气/蒸汽工况喷射器设计程序,设计喷射器关键结构参数,以此为基础,进行新型喷射器样机试制,所得空气工况设计引射率与实验结果误差9.42%,蒸汽工况误差为45.30%,完成包括动量增强元件、驱动喷嘴轴向位置调节元件和径向面积可调元件设计加工,搭建完善性能实验平台,满足空气/蒸汽工况实验要求。(2)通过实验及数值结果验证工况可调方案可行性。研究发现驱动喷嘴轴向距离存在高性能区间,空气工况的轴向高性能区间是6 mm12 mm,蒸汽工况则为7 mm19mm,蒸汽工况实际最佳轴向距离相较理论计算值略小。通过实验和数值模拟验证:驱动喷嘴径向面积调节机构能够稳定喷射器性能,抵抗压力波动,且相较调节锥结构,保持了正常的驱动流体流形,流动损失较小。通过可视化手段(PDPA、高速摄影)分析闪蒸现象对于射流核心的影响,发现随闪蒸程度增加,驱动流体流束变宽,会引起最佳轴向距离变化。(3)利用实验研究和数值分析研究了动量增强优化方案,发现在空气和蒸汽工况下,动量增强元件能够显着提升喷射器临界区引射性能,但会造成一定程度增压性能牺牲,且扰流锥数目越多,优化效果越强。动量增强元件还能够缩短射流核心长度。

俞梦琪[9](2019)在《喷射器内部流动和激波特性的数值模拟和可视化实验研究》文中认为随着航运业的迅速发展,国际海事组织对船舶的节能减排提出了新要求。远洋船舶能耗巨大,如何提高船舶的能效、减少有害物质的排放是当前研究的热点。喷射器是一种有效的节能设备,在船舶余热制冷和海水淡化等领域有着广阔的应用前景。但是喷射器内部流体的流动和混合过程非常复杂,其内在工作机理尚不清楚。因此,本文采用数值模拟和可视化实验的方法对喷射器内部的流动和激波特性开展了研究,主要研究内容包括:首先,建立喷射器的数值计算模型,研究了工况条件对喷射器内部流场特征和工作性能的影响规律。在此基础上,在不同喷嘴马赫数、等截面积混合段长度和扩压室长度的条件下,研究了混合室长度对喷射器内部流场和工作性能的影响。研究结果表明:喷射器的混合室长度存在一个最佳值,且喷嘴马赫数越高,最佳混合室的长度越小,但是喷射器的性能也越差。等截面积混合段长度和扩压室长度对喷射器引射比的影响较小,但是对临界压力的影响较大。增加等截面积混合段长度并减少混合室长度,可以增加喷射器的临界压力。增加扩压室的长度可以提高喷射器的临界压力,但是随着扩压室长度的增加,临界压力增加的幅度会越来越小,扩压室长度等于200mm比较合适。其次,搭建了蒸汽喷射器的可视化实验台,采用高清相机和热成像仪对亚临界状态下蒸汽喷射器内部的回流过程开展了可视化实验研究。实验结果表明:当喷射器处于亚临界状态时,喷射器的性能随着冷凝压力的升高而迅速下降。同时在混合室入口处会形成大量涡流并使凝结的液珠回流。而随着冷凝压力的进一步升高,壁面凝结的液珠会越来越小,直至消失。喷射器混合室和扩压室的壁面存在明显的温度差,混合室入口处的温度要远远低于扩压室内的温度。而随着冷凝压力的升高,混合室的温度会越来越高,因此壁面凝结的液珠会越来越小。最后,搭建了基于纹影法的空气喷射器可视化实验台,研究了工况条件、喷嘴出口面积和喷嘴出口形状对喷射器内部激波特性和工作性能的影响规律。实验结果表明:喷嘴出口处产生连续的膨胀波、压缩波,并反复叠加形成一连串强烈的激波链。激波链的结构与喷射器的工况条件、喷嘴出口形状有关。当工作压力升高时,激波数量变多,激波链变长。而当引射压力升高时,激波链的长度变短但是膨胀角度变大。当喷嘴处于欠膨胀状态下时,喷射器的引射性能提升,但是抽真空能力下降。当喷嘴处于过度膨胀状态下时,激波强度最弱,喷射器的性能也最差。采用波瓣形的喷嘴出口形状可以有效提高喷嘴出口处工作流体的扰动能力,从而提高喷射器的引射性能。通过对比研究,四波瓣喷嘴出口的气流流动紊乱程度最高,对喷射器性能的提高幅度最大。与采用拉法尔喷嘴的喷射器相比,当工作压力为550kPa,引射压力为70kPa时,采用四波瓣喷嘴的喷射器的引射流体质量流量提高了 101%,引射比提高了 117%,最低引射压力降低了 5.03%。

董景明,王威宁,郭阳,邓洋波,苏风民[10](2018)在《热力压缩海水淡化系统中低温蒸汽喷射器的实验研究》文中进行了进一步梳理海水淡化过程需要消耗大量的能源。采用较低热源温度驱动的海水淡化技术将是未来的发展方向。针对热力压缩海水淡化系统,设计了可在低温热源驱动下工作的蒸汽喷射器。通过实验分别研究了蒸汽喷射器的工况参数、横截面的面积比和喷嘴类型等对蒸汽喷射器性能的影响。结果表明:当发生温度为40℃、蒸发温度为25℃时,蒸汽喷射器的性能系数(cofficient of performance,COP)可达到3.06;面积比对蒸汽喷射器的COP有较大的影响,而对临界冷凝温度的影响不大;渐缩型喷嘴的性能略优于渐缩渐扩型喷嘴的性能。研究为今后进一步开展低温热源驱动海水淡化技术奠定了基础。

二、喷嘴与蒸汽喷射器研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、喷嘴与蒸汽喷射器研究(论文提纲范文)

(1)乏汽供热系统中蒸汽喷射器的数值模拟及混合室结构参数优化研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 喷射器的国内外研究进展
        1.2.1 蒸汽喷射器在余热供热方面的研究现状
        1.2.2 蒸汽喷射器结构优化的研究现状
    1.3 本文的研究工作
第二章 蒸汽喷射器的基本原理及其结构设计
    2.1 喷射器的基本结构及工作流程
    2.2 蒸汽喷射器的关键性能参数
    2.3 蒸汽喷射器的设计原理
        2.3.1 经验系数法
        2.3.2 经典热力学法
        2.3.3 气体动力学函数法
    2.4 喷射器性能参数的计算
    2.5 蒸汽喷射器结构参数的计算
        2.5.1 拉瓦尔喷嘴的结构参数
        2.5.2 混合室的结构参数
        2.5.3 扩压室的结构参数
    2.6 本章小结
第三章 蒸汽喷射器的数值模拟及单因素分析
    3.1 建立仿真数学模型
        3.1.1 控制方程
        3.1.2 湍流模型
    3.2 蒸汽喷射器的模拟方法
        3.2.1 ICEM建模与网格划分
        3.2.2 FLUENT数值模拟
    3.3 运行参数对蒸汽喷射器性能的影响
        3.3.1 工作流体压力对喷射性能的影响
        3.3.2 引射流体压力对喷射性能的影响
        3.3.3 混合流体压力对喷射性能的影响
    3.4 混合室结构参数对蒸汽喷射器性能的影响
        3.4.1 混合室喉部直径对喷射性能的影响
        3.4.2 混合室渐缩段长度对喷射性能的影响
        3.4.3 混合室等截面段长度对喷射性能的影响
    3.5 本章小节
第四章 基于改进粒子群算法的喷射器性能优化
    4.1 回归正交设计
    4.2 拟合目标函数
    4.3 粒子群算法
        4.3.1 基本粒子群算法
        4.3.2 改进的粒子群算法
        4.3.3 算法优化结果分析
    4.4 本章小结
总结与展望
    总结
    展望
参考文献
致谢

(2)蒸汽喷射器的结构优化及多喷嘴结构的数值模拟(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号表
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 理论研究进展
        1.2.2 数值模拟研究进展
        1.2.3 实验研究进展
    1.3 本文研究内容
第2章 数学模型及数值方法
    2.1 几何和数学模型
        2.1.1 基本控制方程
        2.1.2 湍流模型
    2.2 数值方法
        2.2.1 求解器设置及边界条件
        2.2.2 网格划分
        2.2.3 模型验证
    2.3 蒸汽喷射器内部流场分布
    2.4 本章小结
第3章 蒸汽喷射器的结构优化
    3.1 结构参数定义
    3.2 主喷嘴结构优化
        3.2.1 主喷嘴出口直径的优化
        3.2.2 主喷嘴喉部直径的优化
        3.2.3 主喷嘴出口位置的优化
    3.3 混合室结构优化
        3.3.1 混合室渐缩段长度的优化
        3.3.2 混合室渐缩角度的优化
        3.3.3 等截面喉部的直径优化
        3.3.4 等截面喉部的长度优化
    3.4 扩散室的长度优化
    3.5 本章小结
第4章 多喷嘴对蒸汽喷射器性能影响的数值模拟
    4.1 三维模型及网格
        4.1.1 网格划分
        4.1.2 模型验证
    4.2 多喷嘴蒸汽喷射器的数值模拟
    4.3 操作条件对多喷嘴蒸汽喷射器性能的影响
        4.3.1 一次蒸汽压力对多喷嘴蒸汽喷射器性能的影响
        4.3.2 二次蒸汽压力对多喷嘴蒸汽喷射器性能的影响
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 主要创新点
    5.3 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表及录用学术论文
学位论文评阅及答辩情况表

(3)喷射器关键结构影响机理及新型喷射器性能分析(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 喷射器的研究现状
    1.3 存在问题
    1.4 本文的研究内容
2 喷射器的理论研究和数值模型建立
    2.1 喷射器的热力学过程
    2.2 数值模型的建立
    2.3 模型验证结果比较
    2.4 本章小结
3 工作参数对喷射器内部流场特性影响的研究
    3.1 一次流体压力对喷射器内部流场特性的影响
    3.2 二次流体压力对喷射器内部流场特性的影响
    3.3 出口背压对喷射器内部流场特性的影响
    3.4 本章小结
4 喷射器的结构优化研究
    4.1 喷嘴结构对喷射器性能的影响
    4.2 喷嘴距对喷射器性能的影响
    4.3 混合室结构对喷射器性能的影响
    4.4 本章小结
5 增气补焓式喷射器的工作特性研究
    5.1 增气补焓式喷射制冷系统
    5.2 增气补焓式喷射器的数值模型建立
    5.3 补气管对增气补焓式喷射器的工作特性的影响
    5.4 补气流体压力对增气补焓式喷射器的工作特性的影响
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(4)关于带辅助引射入口的蒸汽喷射器模拟优化及其应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号说明表
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 喷射器研究概况
        1.2.1 喷射器性能分析方法
        1.2.2 喷射器性能提升途径
    1.3 本文主要工作
    1.4 本章小结
2 喷射器概述
    2.1 喷射器结构及其工作原理
    2.2 喷射器主要性能指标
    2.3 喷射器设计方法
        2.3.1 经典热力学法
        2.3.2 气体动力学函数法
        2.3.3 经验系数法
    2.4 本章小结
3 蒸汽喷射器数值模拟方法
    3.1 蒸汽喷射器网格划分
    3.2 蒸汽喷射器仿真理论
        3.2.1 控制方程
        3.2.2 湍流模型
    3.3 CFD设置
    3.4 网格无关性验证
    3.5 模型合理性验证
    3.6 本章小结
4 蒸汽喷射器初步优化模拟及分析
    4.1 辅助引射入口位置初步优化
    4.2 辅助引射入口宽度初步优化
    4.3 辅助引射入口工作压力初步优化
    4.4 本章小结
5 蒸汽喷射器深度优化模拟及分析
    5.1 扩散管角度对蒸汽喷射器性能的影响
        5.1.1 扩散管角度对传统蒸汽喷射器性能的影响
        5.1.2 扩散管角度对带有辅助引射入口的蒸汽喷射器性能的影响
    5.2 辅助引射入口位置深度优化
    5.3 辅助引射入口宽度深度优化
    5.4 辅助引射入口工作压力深度优化
    5.5 本章小结
6 带辅助引射入口的蒸汽喷射器在实际工业中的应用方法讨论
    6.1 在不存在多级压降系统中的应用方法
    6.2 在存在多级压降系统中的应用方法
    6.3 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
学位论文评阅及答辩情况表

(5)船用热法海水淡化系统中蒸汽喷射器的性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 船用海水淡化研究现状
        1.2.2 低温多效蒸馏海水淡化研究现状
        1.2.3 喷嘴结构对喷射器性能影响的研究现状
    1.3 本文的主要工作
2 船用低温热法海水淡化系统建模与计算
    2.1 船用低温热法海水淡化系统工作原理
    2.2 船用低温热法海水淡化系统理论模型
        2.2.1 蒸发器
        2.2.2 蒸汽喷射器
        2.2.3 冷凝器
    2.3 计算结果与分析
        2.3.1 两种工况下产水量计算
        2.3.2 海水进水温度对系统单位热量产水量的影响
    2.4 本章小结
3 异形喷嘴对蒸汽喷射器性能影响的数值模拟
    3.1 蒸汽喷射器的几何模型
        3.1.1 高温热源下异形喷嘴结构尺寸
        3.1.2 低温热源下异形喷嘴结构尺寸
    3.2 CFD模型
        3.2.1 数值求解方法
        3.2.2 网格无关性验证及网格划分
        3.2.3 蒸汽喷射器内部流场模拟分析
    3.3 高温热源下异形喷嘴蒸汽喷射器的数值模拟
        3.3.1 异形喷嘴对蒸汽喷射器引射比的影响
        3.3.2 异形喷嘴对蒸汽喷射器内部流动的影响
        3.3.3 工况条件对异形喷嘴蒸汽喷射器内部流动的影响
    3.4 低温热源下异形喷嘴蒸汽喷射器的数值模拟
        3.4.1 异形喷嘴对蒸汽喷射器引射比的影响
        3.4.2 异形喷嘴对蒸汽喷射器内部流动的影响
    3.5 本章小结
4 异形喷嘴对蒸汽喷射器性能影响的实验研究
    4.1 蒸汽喷射器性能实验装置及系统
    4.2 高温热源下异形喷嘴对蒸汽喷射器性能影响的实验研究
        4.2.1 异形喷嘴对蒸汽喷射器性能的影响
        4.2.2 工况条件对异形喷嘴蒸汽喷射器性能的影响
    4.3 低温热源下异形喷嘴对蒸汽喷射器性能影响的实验研究
        4.3.1 异形喷嘴对蒸汽喷射器性能的影响
        4.3.2 工况条件对异形喷嘴蒸汽喷射器性能的影响
        4.3.3 冷凝压力对喷射器压力的影响
    4.4 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果

(6)乏汽供热系统蒸汽喷射器的数值模拟及参数研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 喷射器的研究现状
        1.2.2 蒸汽喷射器的CFD数值模拟研究进展
        1.2.3 蒸汽喷射器在余热回收领域的研究现状
    1.3 本论文的主要研究内容
第二章 蒸汽喷射器的基本理论及其结构设计
    2.1 蒸汽喷射器简介
        2.1.1 蒸汽喷射器结构组成
        2.1.2 蒸汽喷射器的主要性能参数
        2.1.3 蒸汽喷射器的工作原理
    2.2 蒸汽喷射器的主要设计方法
        2.2.1 经验系数法
        2.2.2 经典热力学法
        2.2.3 气体动力学函数法
    2.3 喷射器的结构设计计算
        2.3.1 喷射器引射系数的计算
        2.3.2 蒸汽喷射器的结构尺寸计算
    2.4 本章小结
第三章 蒸汽喷射器数值建模与分析
    3.1 蒸汽喷射器数值模拟原理
        3.1.1 CFD概述
        3.1.2 建立控制方程
        3.1.3 选择湍流模型
    3.2 蒸汽喷射器流场数值模拟
        3.2.1 建立模型及网格划分
        3.2.2 喷射器模型的求解
        3.2.3 求解及模型验证
    3.3 蒸汽喷射器的数值模拟结果
    3.4 蒸汽喷射器参数变化对工作性能的影响
        3.4.1 蒸汽喷射器结构参数变化对工作性能的影响
        3.4.2 工作参数对喷射器性能的影响
    3.5 本章小结
第四章 蒸汽喷射器结构参数的优化设计
    4.1 优化目标的选取及确定
    4.2 BP神经网络
        4.2.1 人工神经网络
        4.2.2 BP神经网络的结构及应用
        4.2.3 BP神经网络算法思想及特点
    4.3 GA-BP神经网络
        4.3.1 GA算法
        4.3.2 GA-BP神经网络算法流程
    4.4 基于GA-BP神经网络优化蒸汽喷射器的结构参数
        4.4.1 GA-BP神经网络的实现
        4.4.2 GA-BP神经网格算法对结构的优化结果
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
个人简介

(7)可调式喷射器变结构性能分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
        1.1.1 喷射器应用
        1.1.2 喷射器基本原理
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 喷射器设计方法
        1.2.2 喷射器实验与理论研究
        1.2.3 喷射器的数值模拟研究
        1.2.4 可调式喷射器研究
        1.2.5 存在的问题
    1.3 主要研究内容
2 喷射器的数值模拟方法
    2.1 物理模型
    2.2 数学模型
        2.2.1 控制方程
        2.2.2 湍流模型
        2.2.3 蒸汽物性
    2.3 数值求解与模型验证
        2.3.1 边界条件与数值解法
        2.3.2 网格划分及网格无关性验证
        2.3.3 模型验证
    2.4 本章小结
3 固定结构喷射器性能分析
    3.1 工作蒸汽压力对喷射器的影响
        3.1.1 工作蒸汽压力对喷射系数的影响
        3.1.2 工作蒸汽压力对流场的影响
        3.1.3 不同工作压力下出口压力对喷射器性能的影响
        3.1.4 不同工作压力下引射压力对喷射器性能的影响
    3.2 喷嘴距对喷射器性能的影响
        3.2.1 喷嘴距对喷射系数的影响
        3.2.2 不同喷嘴距下工作压力对喷射器性能的影响
        3.2.3 不同喷嘴距下出口压力对喷射器性能的影响
    3.3 本章小结
4 可调式喷射器调节性能分析
    4.1 不同调节锥截面积比下工作压力对喷射器性能的影响
    4.2 不同调节锥截面积比下出口压力对喷射器性能的影响
    4.3 不同喷嘴距对可调式喷射器性能的影响
    4.4 不同膨胀比下喷嘴距对可调式喷射器性能的影响
    4.5 可调式喷射器流场分析
    4.6 混合室收缩角对可调式喷射器性能的影响
        4.6.1 混合室收缩角对喷射系数的影响
        4.6.2 混合室收缩角对流场的影响
    4.7 本章小结
结论
参考文献
致谢

(8)多相动量交换增强型喷射器特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 喷射器简介
        1.2.2 喷射器理论模型
        1.2.3 喷射器性能研究
        1.2.4 喷射器结构优化
    1.3 本文研究内容
2 实验平台搭建
    2.1 实验平台设计及设备选型
    2.2 喷射器设计与试制
        2.2.1 设计软件编制与参数设计
        2.2.2 喷射器样机加工
    2.3 流量校核和采集软件编制
    2.4 本章小结
3 喷射器数值模型、边界、网格划分及验证
    3.1 物理模型
    3.2 控制方程
    3.3 状态方程及相变模型
        3.3.1 理想气体状态方程
        3.3.2 湿蒸汽模型
        3.3.3 相变模型
        3.3.4 蒸汽状态方程
    3.4 湍流模型
    3.5 边界条件
    3.6 网格无关性分析
    3.7 本章小结
4 喷射器工况可调结构性能研究
    4.1 工况可调结构方案
    4.2 轴向距离性能研究
        4.2.1 轴向最佳距离理论计算
        4.2.2 空气工况轴向位置实验研究和数值分析
        4.2.3 蒸汽工况轴向距离实验研究和数值分析
    4.3 喉部径向面积调节性能研究
    4.4 闪蒸对于驱动流体射流影响研究
    4.5 本章小结
5 喷射器动量增强优化研究
    5.1 动量增强结构优化方案
    5.2 空气工况动量增强实验研究和数值分析
    5.3 蒸汽工况动量增强实验研究和数值分析
    5.4 本章小结
6 结论及展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(9)喷射器内部流动和激波特性的数值模拟和可视化实验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
符号说明表
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 喷射器的理论研究
        1.2.2 喷射器的结构设计研究
        1.2.3 喷射器内部的流动特征研究
    1.3 本文的主要工作
2 喷射器内部流场特征的数值模拟研究
    2.1 喷射器的几何模型
    2.2 CFD数值求解模型
    2.3 喷射器内部流场的模拟分析
        2.3.1 出口压力的影响
        2.3.2 发生温度的影响
        2.3.3 蒸发温度的影响
    2.4 多参数下混合室长度对喷射器性能的影响
        2.4.1 喷嘴马赫数的影响
        2.4.2 等截面积混合段长度的影响
        2.4.3 扩压室长度的影响
    2.5 本章小结
3 喷射器内部流动特性的可视化实验研究
    3.1 亚临界蒸汽喷射器的可视化实验系统设计
        3.1.1 系统组成
        3.1.2 实验流程
    3.2 实验结果与分析
    3.3 本章小结
4 喷射器内部激波特性的可视化实验研究
    4.1 纹影技术的原理
    4.2 基于纹影法的空气喷射器可视化实验设计
        4.2.1 空气喷射系统
        4.2.2 纹影可视化系统
        4.2.3 实验流程和操作
    4.3 实验结果
        4.3.1 不同工况的影响
        4.3.2 不同的喷嘴出口面积的影响
        4.3.3 不同的喷嘴出口形状的影响
    4.4 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果

(10)热力压缩海水淡化系统中低温蒸汽喷射器的实验研究(论文提纲范文)

1 实验系统
2 结果与讨论
3 结论

四、喷嘴与蒸汽喷射器研究(论文参考文献)

  • [1]乏汽供热系统中蒸汽喷射器的数值模拟及混合室结构参数优化研究[D]. 张畅. 内蒙古工业大学, 2021(01)
  • [2]蒸汽喷射器的结构优化及多喷嘴结构的数值模拟[D]. 于耀. 山东大学, 2021(12)
  • [3]喷射器关键结构影响机理及新型喷射器性能分析[D]. 杨雅楠. 中国矿业大学, 2020(03)
  • [4]关于带辅助引射入口的蒸汽喷射器模拟优化及其应用研究[D]. 高硕. 山东大学, 2020(10)
  • [5]船用热法海水淡化系统中蒸汽喷射器的性能研究[D]. 王威宁. 大连海事大学, 2019(06)
  • [6]乏汽供热系统蒸汽喷射器的数值模拟及参数研究[D]. 杨明文. 内蒙古工业大学, 2019(01)
  • [7]可调式喷射器变结构性能分析[D]. 于帮雨. 大连理工大学, 2019
  • [8]多相动量交换增强型喷射器特性研究[D]. 姚轶智. 大连理工大学, 2019(02)
  • [9]喷射器内部流动和激波特性的数值模拟和可视化实验研究[D]. 俞梦琪. 大连海事大学, 2019(06)
  • [10]热力压缩海水淡化系统中低温蒸汽喷射器的实验研究[J]. 董景明,王威宁,郭阳,邓洋波,苏风民. 科学技术与工程, 2018(16)

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喷嘴和蒸汽喷射器的研究
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