喷射器的性能优化分析

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1、密级:学校代码：10069类型：应用基础研究学号：Y20120156TIANJINUNIVERSITYOFCOMMERCE硕士学位论文喷射器的性能优化分析TheOptimizationAnalysisofEjectorPerformance专业工程热物理研究生朱春元指导教师天津商业大学机械工程学院二O—五年六月磉分类号：学校代码：10069密级：研究生学号：Y20120156喷射器的性能优化分析TheOptimizationAnalysisofEjectorPerformance研究生姓名：朱春元专业名称：工程热物理指导教师

2、姓名：刘圣春副教授论文提交日期：2015年6月学位授予单位：天津商业大学独创性声明及使用授权声明一、学位论文独创性声明本人所撰写的学位论文是在指导老师的指导下独立完成的研宄成果。除己明确标注或得到许可外，所撰写的学位论文中不包含他人己申请学位或其他用途所使用过的成果，不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，本人的指导老师对此进行了审定。对本文的研宄做出重要贡献的个人或集体，本人已在文中做出明确的说明并表示谢意。如有不实，本人承担相应责任。二、学位论文及研宄成果使用授权声明本人同意授权天津商业大学以非赢利方式保存、使用

3、本人的学位论文的电子版及纸质版。授权天津商业大学将本论文的全部内容或部分内容提供给有关方面编入数据库进行检索、出版及提供信息服务。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。本人在校期间取得的研究数据、相关成果等知识产权归天津商业大学所有。注：涉及保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签字.•摘要水蒸汽喷射器以自然工质水为制冷剂，能够利用太阳能、工业废热、废汽等低品位能源进行制冷，有效提高了能源利用率。将蒸汽喷射器作为升压部件应用在制冷系统中的研究越来越多，但喷射器内部为超声速流动，传热、传质等过程同时发生，

4、并伴有激波现象，蒸汽在喷射器内部的流动机理十分复杂，目前主蒸汽与被引射蒸汽之间的混合机理仍不明确，喷射器设计依旧采用半经验半理论的方式。本文采用EES软件调用水蒸汽物性参数，结合喷射器的经典设计理论，对喷射器几何尺寸进行预估，并采用FLUENT软件对喷射器进行数值模拟，考察不同操作工况以及几何尺寸对喷射器性能的影响，依此对喷射器的结构尺寸进行优化。本文在研究过程中选择一维等压混合理论模型进行模拟研究，并对蒸汽在喷射器内部的理论流动过程进行热力学分析；基于喷射器的设计理论，结合EES软件调用水蒸汽物性参数，编写了预估喷射器几何

5、结构尺寸的程序，通过与参考文献中的实验数据的进行对比分析，两者的误差在10%以内，自编程序可行；针对空调工况，根据自编程序设计出符合空调工况的蒸汽喷射器尺寸，并研究了主蒸汽状态、被引射蒸汽状态、喷射器出口冷凝背压、等截面混合室的长径比以及主喷嘴出口与锥形混合室入口直径比等参数对喷射器性能的影响。模拟发现，喷射器的喷射系数与被引射蒸汽温度成正比，但主蒸汽的温度并不是越高越好，主蒸汽温度在130℃时达到最大值，喷射器出口冷凝背压随蒸发温度以及主蒸汽温度的增加而增强。几何尺寸对喷射器性能的影响不可忽略，在操作工况不变的情况下，等截

6、面混合室的长径比L/D=5时，喷射器的性能最好，当L/D>5后喷射器克服冷凝背压的能力无明显增长，主喷嘴出口与锥形混合室入口直径比d/D=4时喷射器的喷射系数存在最大值。关键词：蒸汽喷射器；热力学分析；数值模拟；喷射系数IABSTRACTThesteamejectorwithnaturalwaterasrefrigerant,canuselowgradeenergyinrefrigerationsuchassolarenergy,industrialwasteheat,exhauststeametc.andthiseffec

7、tivelyimprovetheenergyefficiency.Moreandmoreresearchofsteamejectorasboosterpartsusedinrefrigerationsystemaredone.Duetorapidexpansion,whichinvolvesnotonlyproblemssuchasheattransfer,masstransfer,butalsoproblemssuchasshockwaveandtheinteractionbetweenshockwaveandbounda

8、rylayer,whichmakestheflowprocesscomplex,iseasilyhappenedinsteamtransonicflow.Themixingmechanismbetweenthemainsteamandthesecondsteamisstillunclear