射流泵内部流场数值模拟与优化设计

发布时间：2020-03-30 19:12

【摘要】： 射流泵是一种用来传递能量、质量的流体机械和混合反应设备。它工作可靠,安装维护方便,密封性好,有利于输送有毒、易爆、易燃和放射性介质。各种有压能源均可以直接作为射流泵的工作动力,不需要添加其他辅助设备,所以射流泵的综合应用价值很高。但射流泵的结构比较特殊,两股流体混合时能量损失较大,使射流泵的整体传能效率较低,一定程度上限制了射流泵的使用范围。 本文通过对射流泵数值模拟和试验研究,着重从喉管和喉嘴距两部分对射流泵进行结构优化,主要工作及研究成果如下: 1.具体论述了射流泵的研究现状与射流泵内部流动理论,指出目前制约射流泵进一步发展的主要因素。 2.简要介绍了数值计算的基本方法与过程,利用PRO/E软件对射流泵进行三维造型,采用GAMBIT软件对射流泵模型进行网格划分。 3.通过射流泵内部流场数值模拟,分析其中压力场与速度场的分布情况,掌握了射流泵内部流动规律。 4.计算了面积比为8、5和3下的射流泵,通过分析研究得到了每个面积比下射流泵不同的最优喉管混合长度,将这三种不同长度拟合从而导出了一定面积比3-8情况下最优喉管长度的计算公式。 5.计算了面积比为8、5和3下的射流泵,对每个面积比下考虑四种不同的喉嘴距,通过分析比对得到了每个面积比下的最优喉嘴距,最后通过拟合导出了一定面积比3-8情况下最优喉嘴距的计算公式。 6.通过面积比为3的射流泵试验,利用U型压差计测量喉管压力变化来验证模拟与拟合结果的正确性;调节四种喉嘴距,通过性能试验验证计算所得最优喉嘴距的正确性。试验结果表明拟合得到的公式是正确的。
【图文】：

对射流泵的进一步发展具有深远的意义。射流泵结构与特点射流泵基本结构如图1所示，主要有三部分组成:喷嘴、喉管和扩散管。其工作原理是将工作流体通过喷嘴高速喷出，同时静压能部分转换为动能，管内形成真空，低压液体被吸入管内。两股液体在喉管中进行混合和能量交换，工作液体速度减小，被吸液体速度增大，，压力逐渐增加，在喉管出口处速度趋于一致。混合液体通过扩散管时，随着流道的增大，速度逐渐降低，动能转化为压力能，混合液体压力随之升高。工作魂图1一1射流泵结构简图射流泵本身没有运动部件，结构简单，且工作可靠，密封性好，适宜在高温、高压、真空、放射和水下等特殊条件下工作;另一方面，射流泵通过高速射流提升低速被吸液体的能量

图24射流泵性能曲线泵汽蚀特性问题是影响射流泵内部流动的一个重要环节。射流泵的汽动，降低射流泵和系统的效率，而且会严重影响整个系统的泵汽蚀可分为三个阶段126]:空化阶段射流泵喉管入口处附近压力降低到PZx，此时PZx大于射流泵体的中的部分气体逸出，在液体内形成气泡，吸入流量Q空化阶段着射流泵出口压力的降低，泵内最低压力区向喉管内移动，
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH38

【引证文献】

相关硕士学位论文 前4条

1 刘旭;油井射流排砂泵固液两相流场数值分析[D];吉林大学;2011年

2 孙妍;喷射泵性能计算及防汽蚀装置性能研究[D];大连理工大学;2011年

3 张涛;喷射式液体输送泵内部流场的数值模拟与优化研究[D];中国农业科学院;2011年

4 赵艳红;射流泵的水动力学特性及其内部流场的数值模拟[D];东北石油大学;2012年

本文编号：2607938