MED-TVC海水淡化蒸汽喷射泵优化设计
发布时间：2020-06-07 22:13
【摘要】：喷射泵广泛应用于海水淡化、喷射制冷、碳捕获、真空、燃料电池、化工工业和推力增强等多个领域。喷射泵优化对提高系统性能具有重要的理论意义和应用价值。然而,喷射泵内部结构参数众多且相互耦合,目前主要用试凑寻优法进行设计,费时费力又难以实现全局最优。针对该问题,本文考虑喷嘴内部工质流动机理与热物理特性,提出了一种解析法优化设计喷嘴结构,并且以蒸汽热压缩低温多效蒸馏(MED-TVC)海水淡化系统为应用对象,设计了流线型喷嘴蒸汽喷射泵并验证了其可行性与优越性。首先,结合工作流体流动机理与热物理特性,推导出喷嘴的1-D等熵稳态数学模型,并提出相应的喷嘴结构优化设计方法。其次,为了验证所提喷嘴数学模型的有效性,基于喷嘴内工作蒸汽轴向静温分布,设计出MED-TVC海水淡化典型工况下的蒸汽喷射泵流线型喷嘴。最后,仿真研究了其在不同工况下的工作特性与内部流场,并从喷射泵性能与设计流程两个方面与传统设计方法进行了比较。研究结果表明:(1)固定一次流压力,临界模式引射比与临界背压均随二次流压力增大而线性增加,二者线性回归方程决定系数分别为0.9989与0.9991。(2)固定一次流压力,正激波位置可作为喷射泵临界模式引射比与临界背压的评估指标。正激波在扩压室内,喷射泵运行在临界模式,引射比最大;正激波从扩压室入口向混合室移动,引射比降低;正激波从扩压室入口向出口方向移动,引射比与临界背压均增大。(3)固定一次流压力,在临界模式下增大二次流压力,正激波向扩压室出口方向移动,引射比与临界背压均增大。此外,增大背压至临界背压时,正激波恰好移动至扩压室进口,喷射泵处于临界模式;继续增大背压,正激波移出扩压室向混合室方向回移,引射比急剧下降,喷射泵处于次临界模式甚至失去引射能力。(4)仿真结果表明,在MED-TVC海水淡化典型工况,一次流与二次流压力分别为600 kPa和15 kPa时,比传统方法设计的喷射泵效率提高14.41%。
【图文】：
山东大学硕士学位论文逡逑１．２喷射泵简介逡逑如图１－１所示，喷射泵是一个三端口器件，包括一个工作介质流（也称逡逑工作流或一次流）入口、引射介质流体（也称引射流或二次流）入口以及一逡逑个出口。逡逑＇■邋＇逦逦—╁危卞义贤迹保迸缟浔猛獠啃巫村义先缤疾罚菜荆缟浔糜膳缱臁⒊槲摇⒒旌鲜摇⒌让婊旌锨屠┭瑰义鲜夜参宀糠肿槌伞Ｅ缟浔玫闹饕ぷ骰砦焊呶赂哐沟墓ぷ髁髟谂缱熘信蝈义险图铀僦脸羲伲惭辜本缃档停缱斐隹谏淞髟诨旌鲜抑屑绦蛘停义系陀诔槲胰肟诖σ淞魈逖沽Φ恼婵眨纬傻难共钋淞魈寰槲义义霞铀僦粱旌鲜摇Ｔ诒呓绮阏承约羟辛ψ饔孟拢ü丛拥哪芰慷拷换还蹋义弦淞饔牍ぷ髁鹘谐浞只旌希谂缟浔媚诓坎奔げ校橛兴俣扔胙瑰义狭Φ木缌叶抖５被旌暇鹊某羲倭魈逵沙羲傧蜓且羲僮涫保嵩诘儒义厦婊旌锨蚶┭故夷诓げǎ沟没旌狭魈逖沽Χ干＝幼牛旌狭麇义咸逶诶┭故抑屑绦┭菇邓
本文编号：2702072
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山东大学硕士学位论文逡逑１．２喷射泵简介逡逑如图１－１所示，喷射泵是一个三端口器件，包括一个工作介质流（也称逡逑工作流或一次流）入口、引射介质流体（也称引射流或二次流）入口以及一逡逑个出口。逡逑＇■邋＇逦逦—╁危卞义贤迹保迸缟浔猛獠啃巫村义先缤疾罚菜荆缟浔糜膳缱臁⒊槲摇⒒旌鲜摇⒌让婊旌锨屠┭瑰义鲜夜参宀糠肿槌伞Ｅ缟浔玫闹饕ぷ骰砦焊呶赂哐沟墓ぷ髁髟谂缱熘信蝈义险图铀僦脸羲伲惭辜本缃档停缱斐隹谏淞髟诨旌鲜抑屑绦蛘停义系陀诔槲胰肟诖σ淞魈逖沽Φ恼婵眨纬傻难共钋淞魈寰槲义义霞铀僦粱旌鲜摇Ｔ诒呓绮阏承约羟辛ψ饔孟拢ü丛拥哪芰慷拷换还蹋义弦淞饔牍ぷ髁鹘谐浞只旌希谂缟浔媚诓坎奔げ校橛兴俣扔胙瑰义狭Φ木缌叶抖５被旌暇鹊某羲倭魈逵沙羲傧蜓且羲僮涫保嵩诘儒义厦婊旌锨蚶┭故夷诓げǎ沟没旌狭魈逖沽Χ干＝幼牛旌狭麇义咸逶诶┭故抑屑绦┭菇邓
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