多相流多功能引射器的实验研究与数值模拟

发布时间：2020-11-16 12:42

　　 引射器是新型太阳能海水淡化装置中一个非常关键的部件。目前，对引射器的研究主要集中于单相引射器，而对两相引射器的研究相对较少。本文主要研究液一液气引射器。它以液体为工作流体，同时抽吸气、液两相介质，并进行传热、传质。其主要应用于太阳能海水淡化装置，用来抽吸系统中的不凝气体，以保持系统适当的真空度；同时抽吸排放浓海水，避免海水结晶。由于该引射器同时进行气液两相介质的热质交换，而且还兼具多种功能，因此也被称为多相流多功能引射器。 首先，本文介绍了引射器的基本原理，对其基本结构进行了设计计算。阐述了紊动射流的基本理论：介绍了引射器的结构和工作原理，分析了流体在引射器内流动时压力和速度的变化规律；给出了引射器的性能参数和特性方程，根据现有的研究成果对其进行了全尺寸设计，给出了各个部分的详细尺寸。 其次，对引射器进行了实验研究。设计并搭建了液—液气引射器实验台；在引射器同时抽吸气液两相流体的情况下，进行了详细的实验研究，分析了工作喷嘴和混合段长度等结构参数，及工作流体压力和引射流体压力等操作参数对引射器体积引射系数的影响。 最后，对引射器进行了数值模拟。介绍了基于有限体积法的网格划分及常用的离散格式；给出了引射器数值模拟时的边界条件；基于双流体模型和κ—ε湍流模型，建立了引射器内部流场的控制方程；在同时抽吸气液两相流体的情况下，就结构参数和操作参数对引射器性能的影响进行了数值模拟，并与实验结果进行了比较。 通过对实验结果和数值模拟结果的对比分析，可以看出二者比较吻合。同时，从上述结果中：得到了多相流多功能引射器的最佳工作喷嘴尺寸和最佳混合段长度：得出了体积引射系数随引射器工作流体压力及引射流体压力的变化规律；给出了速度、压强等物理量在引射器内部流场中的变化规律。从数值模拟结果中还可以看出混合室中存在回流区，本文分析了不同背压对混合室中回流的影响及回流对引射器工作性能的影响，并得出了适宜的背压变化范围。
【学位单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：P747
【部分图文】：

及产水比均比较高，每吨水价格约为2.3元人民币，比现有其他方法的产水价格大为降低，且消耗的一次能源量很小。图1一1为低温蒸馏式太阳能海水淡化装置的系统简图。口日}今杏杏杏杏杏杏杏朴”…花礼二三‘兰一二-一三三」出〔35101尝蘸里8水口海出上O曰咖甲流t计真空农心浪甲心.度.l模拟太阳光源6换热器2升降支架3多孔集热板47冷凝器8淡水池9三通阀蒸发器5玻璃盖板10阀门11引射器图1一1低温蒸馏式太阳能海水淡化装置系统简图该系统以太阳能作加热热源，在真空装置中，将多孔太阳能集热板置于海水上方吸收太阳辐射能，让海水在一定的系统真空度下低温蒸发，从海水蒸发出的水蒸汽在集热板周围进行传热传质。海水在装置内外部的静压差驱动下流入装置，不需要额外的能耗。流入装置的冷海水与冷凝的水蒸汽及流出装置的盐水换热，进行能量回收。此装置主要有以下几个部件组成:1.多孔太阳能集热板:其是低温蒸馏式太阳能海水淡化装置中的主要传热传质部件。从海水里蒸发出的水蒸汽在多孔集热板上与海水进行传热传质，此外，水蒸汽中夹带的少量液态水滴向上流动，通过集热板板孔时，与集热板进行对流换热?

笱?恫费?宦畚牡谌?露嘞嗔鞫喙δ芤?淦鞯氖笛檠芯?也测量不同工况下，引射器壁面压力。图3一l中标明了引射器内部壁面压力测量点的位置【20】，当混合段长度为场=5内时，因混合室长度较短，因此，未布置压力测量点5。 ;;;;;;;;;;;一一一一一一一一 一 一 llllllllllllllllll lllllllll四 四四四四 1、引射器2、温)交i{，:、、4、5、流丫_计6，户箕汽空气混介物入日阀门了、补.允水阀门林、辛卜介:空工〔阀门9、f瓦‘，于班l叹少j一友10、事品控加热器一、燕汽发产【二器12，忿i手水入11卜目门l沐，流f

维持工作流体压力为0.35MPa基本不变，在同时抽吸气液两相流体的情况下，改变引射流体压力，测量流体体积流量及引射器内部壁面压力，以研究其对引射器性能的影响。测得数据如表3一6所示。图3-10为同时抽吸气液两相流体时，引射流体压力对体积引射系数的影响曲线。
【引证文献】

相关硕士学位论文 前2条

1 史亮亮;气体燃料直接点燃煤粉技术的研究与开发[D];华北电力大学（北京）;2008年

2 贾磊;干湿壁温差推动膜蒸馏海水淡化过程及其强化研究[D];华东理工大学;2012年

本文编号：2886238