蒸汽喷射器流体状态的检测与分析

发布时间：2017-09-06 20:28

  本文关键词：蒸汽喷射器流体状态的检测与分析

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【摘要】：喷射器以其结构简单、运行可靠、维护成本低的优势普遍应用于航空领域的火箭、喷气式飞机的推进系统、制冷真空领域乃至核设施的冷却,以及化工行业等。然而,喷射器内流体的流动状况,存在着复杂的变化过程,包括多相流体混合后的相变、超音速射流、压力跃变、激波形成、边界层内各种剪切力的分布与相互作用、流体流动过程中的传热传质、甚至流体实际流动过程中的状态等现象,都还没有成熟的理论模型对这些给予充分的描述。另外,以往对喷射器内部流体状态参数的测取都停留在各个进出口的测量,或者只能通过在局部位置布置测量点而获压力与温度,其数据量也极为有限,处理不好还会带来流体泄漏的问题。为此,本文主要运用数值模拟与实验相结合的方法,以蒸汽喷射器为研究对象,对其轴线方向布置取压管,通过取压管上的取压孔,连续获取轴向方向的压力与温度,以此展开对喷射器内流体状态的分析研究。将所得实验数据与理论数值模拟对比分析,结果显示实验所测得的轴向压力、温度曲线的变化趋势上和模拟结果能很好地拟合,为对密闭容器流体状态的检测与分析提供了一定的参考价值。本文的研究内容主要有:(1)依据喷射器的结构理论设计基础,结合流体性质,推导计算蒸汽喷射器的结构尺寸,并以此数据为参考,加工成型喷射器。(2)以流体动力学模拟软件FLUENT为工具,将计算设计的蒸汽喷射器经科学简化,网格划分,选取计算模型,对其进行数值模拟计算。(3)搭建蒸汽喷射器实验台架,侧重于通过简便可行的方法,连续获取喷射器内轴线上的压力与温度。将实验结果与数值模拟进行对比分析。
【关键词】：蒸汽喷射器 喷射系数 压力 温度
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK05
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 课题研究背景10-12
• 1.2 喷射器原理与设计方法12-15
• 1.2.1 工作原理12-13
• 1.2.2 喷射器性能参数13-14
• 1.2.3 喷射器的设计研究方法14-15
• 1.3 喷射器的研究进展15-20
• 1.3.1 基础理论15-17
• 1.3.2 物性参数及工作参数对喷射器性能的影响17-19
• 1.3.3 喷射器结构参数的研究19-20
• 1.4 本文研究内容20-21
• 第二章 喷射器的设计计算21-38
• 2.1 计算理论基础21-25
• 2.2 喷射器结构尺寸计算25-33
• 2.3 喷射器工作参数对喷射系数的影响33-37
• 2.3.1 混合室温度t_k对喷射系数u的影响33-35
• 2.3.2 出口压力P_c在不同工作压力P_p下对喷射系数u的影响35
• 2.3.3 出口压力P_c在不同引射压力P_s下对喷射系数u的影响35-36
• 2.3.4 引射压力P_s在不同工作压力P_p下对喷射系数u的影响36-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第三章 喷射器的数值模拟38-59
• 3.1 数值模拟计算基本原理38-52
• 3.1.1 喷射器的网格划分38-41
• 3.1.2 控制方程的建立41-44
• 3.1.3 湍流模型44-47
• 3.1.4 控制方程的离散47-50
• 3.1.5 模拟参数设定50-52
• 3.2 模拟结果分析52-58
• 3.3 本章小结58-59
• 第四章 喷射器流态的检测59-79
• 4.1 实验设备校验59-65
• 4.1.1 压力校验59-60
• 4.1.2 流量计校核60-62
• 4.1.3 热电偶线校核62-63
• 4.1.4 液压活塞校核63-65
• 4.2 喷射器连接65-66
• 4.3 实验系统结构与实验运行66-74
• 4.3.1 实验台系统结构66-67
• 4.3.2 实验工质流程67-70
• 4.3.3 实验数据测取70-74
• 4.4 实验结果分析74-76
• 4.5 喷射器实验与模拟结果分析76-78
• 4.6 本章小结78-79
• 第五章 全文总结与展望79-81
• 5.1 总结79-80
• 5.2 展望80-81
• 参考文献81-86
• 致谢86-87

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本文编号：805270