负压输送中真空发生器研究及数值模拟

发布时间：2022-01-03 13:42

　　真空发生器在气动行业应用于真空输送过程中,可以快速的产生负压,实现短距离负压输送,本文结合真空发生器在现代工业上的应用,通过数值模拟的方法,探讨了包括真空发生器结构因素和外部因素的改变对真空度及抽气速率的影响。本文首先单独对拉法尔喷管进行了模拟分析,从不同结构,不同工况下拉法尔喷管的内部流场仿真结果来看,（1）拉法尔喷管面积比（喷管出口截面与喷管喉口截面）的数值由喷管出口气体马赫数唯一确定,即要在拉法尔管出口处得到一定马赫数的流体,那么能达到的这一速度的喷管面积比是唯一固定的。（2）出口流体速度随着进气压力的增大或者出口背压的减小而逐渐增大,在达到临界值后,受制于喷管面积比的约束逐渐稳定。（3）在面积比确定的情况下,不同出口扩张角对喷管出口速度影响较小。因此实际生产中对扩张角的选择有较大的灵活性。基于索科洛夫理论,本文对真空发生器几何结构参数进行了理论值的计算,并对不同工况、不同结构的真空发生器分别进行模拟分析,探究了不同进气压力,以及不同出口背压下的10种工况对真空度的影响。通过对这10种工况的对比分析得出,存在一种临界工况使得真空发生器的最大真空度正好处于极限状态下的最大值,此时最... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

喷射器在制冷系统中的应用

体通过拉法而喷嘴进一步加速加压，成为超音速流体进入到接受室，并在引射流体入口处形成一定的真空度，因此蒸发器内的蒸汽与热量由于压差被一并吸入到喷射器内部，与工作流体一起在混合室降压降速，并吸收热量，产生制冷效果[10]，低速低压的混合流体通过喷射器的出口排出进入到冷凝器中转化为水再次流入泵体中，从而形成一个完整的回路。这一系统的优点就在于水蒸气成本低且无污染，但制冷循环效率低下，因此后来人们研制了更多新的介质（R134A,R152A,R123等），将制冷系统进一步优化[11]。图1-1喷射器在制冷系统中的应用图1-2真空发生器在贴标机上的应用Fig.1-1ApplicationofejectorinrefrigerationFig.1-2ApplicationofvacuumgeneratoronSystemlabelingmachine图1-2为真空发生器在自动贴标机上的应用[12]，首先吸标转毂3将贴标纸从纸盒1中吸出来，转入打码器5中，经打码器打上生产日期等参数，转入贴标转毂3，同时上胶毂4将胶水打到标纸上，最后将标签贴到产品盒表面。在整个系统中，吸标转毂和贴标转毂都采用真空吸附，由真空泵提供真空气源，且整个系统需同时配备电磁阀和真空开关等原件，系统复杂，成本高且占面积大，因此只能安装在整个系统的下方，导致真空原件离吸标转毂和贴标转毂距离较远，真空反应时间较长，整个系统工作效率低下。因此改进的新方案采用真空发生器代替真空泵，系统回路

青岛科技大学研究生学位论文3如图1-3，将整个系统接入本机气源，用电磁阀控制气路的通断，利用真空发生器产生负压带动吸盘工作。整个系统简单直接，并且由于真空发生器体积小等优点，可将系统安装至吸标转毂和贴标转毂附近，大大减少了真空反应时间，提高了工作效率。图1-3真空发生器系统回路图1干燥过滤器2减压阀3真空发生器4电磁阀5消音器6空气过滤器7吸盘Fig.1-3Vacuumgeneratorsystemcircuitdiagram1Dryfilter2Pressurereducingvalve3Vacuumgenerator4Solenoidvalve5Silencer6Airfilter7Suctioncup1.2真空发生器国内外研究现状1.2.1真空发生器国外研究现状真空发生器其实是从早期的喷射器衍生而来，其本质上也是一种气-气单向喷射器，但真空发生器作为一种清洁、高效的真空原件，真正应用的时间却相对较晚。因此近年的一些针对真空发生器的研究大部分是建立在喷射器的基础上。1931-1940年，前苏联中央流体力学研究所和热工研究所共同就喷射器的理论研究进行了多次合作，并在赫莱司机阿诺维奇的领导下得出了变工况下的性能方程。在综合考虑了喷射器内部混合室入口截面流体的不同静压力和工作流体为超临界膨胀喷射器的工作特点后，得出了喷射器的第二极限方程[13]。二十世纪中期，keenan和Elrod[14]等人利用一维的质量、动量以及能量守恒方程对一台简化的喷射器进行了研究，并且得出的理论数值与实验结果大致相同。两人就此提出了真空发生器的定压混合理论模型，利用这种方法对真空发生器内部流场变化进行了分析，这些早期对喷射器进行的理论探索，标志着人们对气动行业理论研究的开始。但由于该模型没有考虑真空发生器结构变化对性能的影响，并且由于当时技术的落后，对于流体在真空发生器内部的流动摩擦影响，以及能量交换问题都没?

【参考文献】：
期刊论文
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[4]混合室直径对带喷射器的跨临界CO2热泵性能影响[J]. 魏晋,唐黎明,亓海明,陈琪,陈光明.  化工学报. 2016(05)
[5]喉嘴距对喷射引流器性能影响试验研究[J]. 王秀会,赵军友,左鹏,王少波,刘祥猛,万法伟,傅建伟,张蕊蕊.  石油矿场机械. 2014(10)
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[7]可调式喷射器流场数值分析[J]. 张琨,刘佳,沈胜强.  大连理工大学学报. 2010(06)
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[10]气力输送系统的研究现状及发展趋势[J]. 楼建勇,林江.  轻工机械. 2008(03)

博士论文
[1]可调式喷射器性能分析与过程研究[D]. 张琨.大连理工大学 2009
[2]新型节能活塞式气动真空发生器的研究与开发[D]. 潘孝斌.南京理工大学 2008

硕士论文
[1]气力输送真空发生器理论研究及数值模拟[D]. 张文青.青岛科技大学 2018
[2]射流式真空发生器真空度特性的研究[D]. 吴奇彪.大连海事大学 2017
[3]喷射器内部流动特性建模分析研究[D]. 樊盼盼.东南大学 2015
[4]真空系统节能关键技术研究[D]. 李昊军.南京理工大学 2015
[5]喷射器数值模拟及喷射特性的研究[D]. 傅冠桦.大连理工大学 2014
[6]新型组合式气力输送供料器压降特性研究[D]. 李抗.中南大学 2010
[7]炭黑密相气力输送CAD系统研究[D]. 李纪锦.青岛科技大学 2007



本文编号：3566375