【摘要】：噴射泵廣泛應用于海水淡化、噴射制冷、碳捕獲、真空、燃料電池、化工工業(yè)和推力增強等多個領域。噴射泵優(yōu)化對提高系統(tǒng)性能具有重要的理論意義和應用價值。然而,噴射泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)眾多且相互耦合,目前主要用試湊尋優(yōu)法進行設計,費時費力又難以實現(xiàn)全局最優(yōu)。針對該問題,本文考慮噴嘴內(nèi)部工質(zhì)流動機理與熱物理特性,提出了一種解析法優(yōu)化設計噴嘴結(jié)構(gòu),并且以蒸汽熱壓縮低溫多效蒸餾(MED-TVC)海水淡化系統(tǒng)為應用對象,設計了流線型噴嘴蒸汽噴射泵并驗證了其可行性與優(yōu)越性。首先,結(jié)合工作流體流動機理與熱物理特性,推導出噴嘴的1-D等熵穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型,并提出相應的噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計方法。其次,為了驗證所提噴嘴數(shù)學模型的有效性,基于噴嘴內(nèi)工作蒸汽軸向靜溫分布,設計出MED-TVC海水淡化典型工況下的蒸汽噴射泵流線型噴嘴。最后,仿真研究了其在不同工況下的工作特性與內(nèi)部流場,并從噴射泵性能與設計流程兩個方面與傳統(tǒng)設計方法進行了比較。研究結(jié)果表明:(1)固定一次流壓力,臨界模式引射比與臨界背壓均隨二次流壓力增大而線性增加,二者線性回歸方程決定系數(shù)分別為0.9989與0.9991。(2)固定一次流壓力,正激波位置可作為噴射泵臨界模式引射比與臨界背壓的評估指標。正激波在擴壓室內(nèi),噴射泵運行在臨界模式,引射比最大;正激波從擴壓室入口向混合室移動,引射比降低;正激波從擴壓室入口向出口方向移動,引射比與臨界背壓均增大。(3)固定一次流壓力,在臨界模式下增大二次流壓力,正激波向擴壓室出口方向移動,引射比與臨界背壓均增大。此外,增大背壓至臨界背壓時,正激波恰好移動至擴壓室進口,噴射泵處于臨界模式;繼續(xù)增大背壓,正激波移出擴壓室向混合室方向回移,引射比急劇下降,噴射泵處于次臨界模式甚至失去引射能力。(4)仿真結(jié)果表明,在MED-TVC海水淡化典型工況,一次流與二次流壓力分別為600 kPa和15 kPa時,比傳統(tǒng)方法設計的噴射泵效率提高14.41%。
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山東大學碩士學位論文逡逑１．２噴射泵簡介逡逑如圖１－１所示，噴射泵是一個三端口器件，包括一個工作介質(zhì)流（也稱逡逑工作流或一次流）入口、引射介質(zhì)流體（也稱引射流或二次流）入口以及一逡逑個出口。逡逑＇■邋＇邐邐—╁危卞義賢跡保迸縞潯猛獠啃巫村義先繽疾罰菜荊縞潯糜膳繾臁⒊槲搖⒒旌鮮搖⒌讓婊旌锨屠┭瑰義鮮夜參宀糠腫槌傘Ｅ縞潯玫鬧饕ぷ骰砦焊呶賂哐溝墓ぷ髁髟諗繾熘信蟈義險圖鈾僦臉羲�，緫M辜本緗檔�，爬`斐隹諫淞髟諢旌鮮抑屑絳蛘停義系陀誄槲胰肟詿σ淞魈逖沽Φ惱嬋�，芯暽惦y共釙淞魈寰槲義義霞鈾僦粱旌鮮搖Ｔ詒囈綺閼承約羥辛ψ饔孟攏�，通过竻矒砟能量动量綋Q還蹋義弦淞饔牘ぷ髁鶻諧浞只旌�，哉斂c潯媚誆坎奔げ�，伴优d俁扔胙瑰義狹Φ木緦葉抖５被旌暇鵲某羲倭魈逵沙羲儐蜓且羲僮涫�，会栽懭辶x廈婊旌锨蚶┭故夷誆げ�，蕼蠜]旌狹魈逖沽Χ干�。接着，混邯M麇義咸逶誒┭故抑屑絳┭菇鄧

本文編號：2702072