蒸汽喷射器用双喷嘴结构性能的数值研究.pdf

维普资讯 第27卷第5期 南 京 工 业 大 学 学 报 V01．27No．5 2005年9月 JOURNALOFNANJING UNIVERSITYOFTECHNOLOGY Sep．2005 蒸汽喷射器用双喷嘴结构性能的数值研究 祝金丹 ，张少维 ，桑芝富 (1．南京工业大学城市建设与安全环境学院，江苏 南京210009； 2．南京工业大学机械与动力工程学院，江苏 南京210009) 摘 要：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 。 关键词：喷射器；双喷嘴；喷射系数；数值模拟 ；计算流体力学 中图分类号：TB617；TB115 文献标识码：A 文章编号：1671—7643(2005)05—0070—04 蒸汽喷射器的结构如图l所示，主要 由喷嘴、吸 流体，其流经扩散管实现动能向压力能的转化而被 入室和扩散管3个主要的部分构成，扩散管又分为 排到泵外。由于它具有结构简单、没有运动部件、运 混合段、喉管和扩散段。其工作原理是利用较高压 转费用低、对被抽介质无严格要求等优点，在真空系 力的工作蒸汽流经喷嘴把压力能转换为动能，在喷 统、制冷循环、石油化工，乃至核电厂的核心冷却系 嘴的出口处形成高速射流，引射流体在剪切力的作 统等得到广泛应用。 用下被高速射流卷入7昆合室，形成单一均匀的7昆合 体出口 工作流体人 (a)蒸汽喷射器基本结构 ＼ ／ (b)普通喷嘴结构 (c)双喷嘴结构 图1 蒸汽喷射器基本结构及改进前后的喷嘴结构示意图 Fig．1 Schematicdiagramofsteamejectorandtwodifferentnozzlestructures(beforeandafterresturcture) 影响蒸汽喷射器工作性能的主要因素有两方 力P、引射压力 P及背压 Pc等，后者包括喷嘴结 面：一是操作工况；二是结构参数。前者包括工作压 构、喷嘴出口距混合室入 口距离、扩散管长度、扩散 收稿 日期：2005—03—21 ． 作者简介：祝金丹 (1980一)，女，江苏扬中人，硕士生，主要研究方向为过程装备的优化设计及 CFD技术在过程装备中的应用 桑芝富(联系人)，教授，Email：zfsang@njut、edu．en。 维普资讯 第5期 祝金丹等：蒸汽喷射器用双喷嘴结构性能的数值研究 71 管锥度、喷嘴面积比等参数。Mastsuo_1．2和Nahdi_3J 其中w、F以及G的向量表示形式如下。 等人对不同混合室截面积与喷嘴截面积之比下喷射 O