發(fā)布時(shí)間：2017-07-08 07:12

  本文關(guān)鍵詞：噴嘴對(duì)噴射器性能影響的數(shù)值分析

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【摘要】：我國(guó)是一個(gè)能源消耗大國(guó),節(jié)能和環(huán)保是當(dāng)今社會(huì)首要研究的問(wèn)題。噴射器作為一個(gè)簡(jiǎn)單且具有較高工作效率的工業(yè)設(shè)備,在冶金、石油化工、輕工紡織、建筑、制冷、工業(yè)熱工等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。提高流體的壓力而不直接消耗機(jī)械能是噴射器的基本特點(diǎn),其結(jié)構(gòu)比采用機(jī)械增壓設(shè)備簡(jiǎn)單而可靠,節(jié)能效果也更為顯著。在噴射器中,超音速噴嘴是將工作流體的壓力能轉(zhuǎn)化為速度能的核心部件,因此,噴嘴的優(yōu)化設(shè)計(jì)是提高噴射器性能的重要措施。本文在索科洛夫噴射器設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上,通過(guò)合理的假設(shè)并根據(jù)噴射器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公式,建立了以制冷劑R134a為工質(zhì)的噴射器的物理模型。在所設(shè)計(jì)的工況下運(yùn)用Fluent數(shù)值模擬的方法對(duì)噴射器內(nèi)部進(jìn)行了二維流場(chǎng)的數(shù)值模擬計(jì)算,分析了湍流模型、離散格式等因素對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果的影響,以期獲得網(wǎng)格收斂的解,同時(shí)得到了噴射器內(nèi)壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)的分布規(guī)律。為了考察噴嘴對(duì)噴射器性能的影響,本文對(duì)不同熱力參數(shù)(工作流體的壓力)和結(jié)構(gòu)參數(shù)(噴嘴出口與喉部的面積比和噴嘴軸向尺寸)的噴嘴進(jìn)行了研究,模擬結(jié)果表明：噴嘴中工作流體壓力低于3.2MPa時(shí),噴射系數(shù)隨著工作流體壓力的升高而增大,當(dāng)壓力高于3.2MPa時(shí),噴射系數(shù)隨工作流體壓力的升高而減小,噴嘴中工作流體壓力適宜的取值范圍為3.2MPa～3.6MPa;當(dāng)噴嘴面積比為2.51時(shí)噴射系數(shù)達(dá)到最大,噴嘴面積比為1.61,1.73,2.29時(shí)噴射器無(wú)法正常工作,所以噴嘴面積比保持在2.14～2.51范圍內(nèi),噴射器工作性能最佳；噴嘴收縮段與噴嘴出口直徑比值在1.05～2.11之間,擴(kuò)散段長(zhǎng)度與出口直徑比值在0.84～1.89之間變化時(shí),噴射系數(shù)的變化幅度不大,所以噴嘴軸向尺寸在一定范圍內(nèi)對(duì)噴射器的性能影響很小。
【關(guān)鍵詞】：噴射器 噴嘴 數(shù)值模擬 噴射系數(shù) 性能
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH122
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題的研究背景和意義11-12
• 1.2 噴射器及其噴嘴的研究進(jìn)展12-17
• 1.2.1 理論研究進(jìn)展12-14
• 1.2.2 實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展14-15
• 1.2.3 數(shù)值模擬研究進(jìn)展15-17
• 1.3 噴射器在噴射式制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用17-18
• 1.4 本文的主要工作18-19
• 第2章 噴射器及其噴嘴的基本理論19-37
• 2.1 噴射器基本理論19-22
• 2.1.1 噴射器的分類19
• 2.1.2 蒸汽噴射器的工作原理19-21
• 2.1.3 蒸汽噴射器的性能指標(biāo)21-22
• 2.2 拉瓦爾噴嘴及其流動(dòng)狀態(tài)22-28
• 2.2.1 拉瓦爾噴嘴的基本概念和等熵公式22-23
• 2.2.2 拉瓦爾噴嘴的流動(dòng)狀態(tài)23-28
• 2.3 噴射器及其噴嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-33
• 2.3.1 噴射器的設(shè)計(jì)方法28-29
• 2.3.2 噴嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29-31
• 2.3.3 混合室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-32
• 2.3.4 擴(kuò)散室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-33
• 2.4 制冷劑R134a的物性參數(shù)33-34
• 2.5 噴射器的工作參數(shù)設(shè)定34
• 2.6 噴射器及噴嘴的具體結(jié)構(gòu)尺寸34-35
• 2.7 本章小結(jié)35-37
• 第3章 蒸汽噴射器數(shù)值模擬原理37-49
• 3.1 CFD概述37-38
• 3.2 噴射器流場(chǎng)的數(shù)值模擬過(guò)程38
• 3.3 建立控制方程38-39
• 3.4 湍流模型39-44
• 3.4.1 湍流研究進(jìn)展39-41
• 3.4.2 湍流模型41-44
• 3.5 近壁處湍流處理44-46
• 3.6 控制方程的離散46-48
• 3.6.1 數(shù)值方法46
• 3.6.2 離散格式46-48
• 3.7 控制方程的求解48
• 3.8 本章小結(jié)48-49
• 第4章 噴射器的模擬計(jì)算49-55
• 4.1 噴射器中流場(chǎng)模型的建立49-50
• 4.1.1 Gambit建立模型49
• 4.1.2 噴射器模型的求解49-50
• 4.2 噴射器模擬計(jì)算的結(jié)果分析50-53
• 4.3 本章小結(jié)53-55
• 第5章 噴嘴參數(shù)的改變對(duì)噴射器性能影響研究55-65
• 5.1 噴嘴的熱力參數(shù)對(duì)噴射器性能的影響55-57
• 5.1.1 噴嘴中工作流體的壓力的影響55-57
• 5.2 噴嘴的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)噴射器性能的影響57-63
• 5.2.1 噴嘴面積比的影響57-61
• 5.2.2 噴嘴軸向尺寸的影響61-63
• 5.3 本章小結(jié)63-65
• 第6章 結(jié)論與展望65-67
• 6.1 結(jié)論65-66
• 6.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 鄧松圣;沈銀華;李趙杰;馮劍;仝建武;;空化射流噴嘴流場(chǎng)的數(shù)值模擬[J];后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào);2008年02期

2 陳忠敏;雷玉勇;歐s，

本文編號(hào)：533490