特定条件下气-液喷射器结构合理性分析.pdf

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1、研究与分析2012年第4期(总第120期)·机械研究与应用·特定条件下气一液喷射器结构合理性分析张峰,包家汉,梁海琴,郭磊磊(安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山243032)摘要:为找出喷射器气液混合效果不理想的原因,创建了喷射器流场模型,采用CFX软件对喷射器流场进行了稳态和瞬态的数值模拟计算。得到了模型在不同工况下的气液混合效果、两进口的压差和两进口流量和压力的波动情况。计算结果表明此喷射器气一液混合效果受两进口压差的影响较大,只有在两进口压差较小的情况下才能完成气液混合。关键词:喷射器;气一液两相流;

2、瞬态分析;数值模拟中图分类号:TB657.9文献标识码:A文章编号:1007—4414(2012)04—0012—03Rationalityanalysisonthestructureofgas——liqulidejectorinaparticularsituationZhangFeng,BaoJia-han,LiangHai-qin,GuoLei-lei(Schoolofmechanicalengineering,Anhuiunive~ityoftechnology,MaanshanAnhui243032,

3、China)Abstract:Inordertofindthereasonthatthemixtureefectofgas—liquidejectorisnotideal,theejectorflowfieldmodelisset,thepressurediferenceandfluctuationofpressureorflowrateintwoinletsarenumericallysimulatedbymeansofCFXforstableandtransientanalysisundertwowork

4、ingconditions.Thesimulatedresultsdemonstratethatthemixtureofgasandwaterinthegas—liquidejectorisgreatlyafectedbythepressurediferencesbetweenthetwoinletsandwiUbeperfectonlyforthesmallerpressurediference.Keywords:ejector;gas—liquidtwo—phaseflow;transientanalys

5、is;numericalsimulation1引言液口的压力和流量波动比较大(压力波动应小于喷射器是利用流体传递质量和能量的设备,由于2%,流量波动应小于5%)的问题,导致冷却效果不其结构简单、工作可靠、寿命长、易于维修等诸多优理想。为了找出引起问题的原因,本文应用CFX软点,在国内外动力、矿山机械、石油化工、冶金、轻工纺件,对特定工况下气一液两相流的流场进行稳态和瞬织、建筑、制冷等领域应用广泛。态的数值计算,分析喷射器结构与所出现问题之间的由于喷射器内部流场的复杂性和应用的广泛性,关系。对改善喷射器结构和提

6、高其性能的研究,越来越受到2数值模拟国内外研究者的重视。KanjanaponChunn—anond¨等建立喷射器的三维流体模型,采用fluid142单研究了喷射器在制冷技术当中的应用。R—onan_2等元,进行映射网格的划分。划分网格时,保证在模型对喷射器的效率进行了研究。DebemeL3等在简单模速度梯度变化大的地方适当的加密,最终单元数为型的基础上深入研究,提高了预测不同参数对喷射器116989个,节点79713个。再设置进液口、进气口和影响的准确率。Falcone-4等利用LDA测量得到了喷出口等节点组

7、合(见图1),将此有限元模型文件存嘴平均径向速度分布和湍流径向速度分布。在一些为.cdb文件格式。再导人CFX软件中进行参数的设报道中对喷射系数,运行环境等也进行了研究一。置与仿真。张强【g等通过实验方法研究了不同喷嘴出口直径的液气两相流喷射泵在不同压力下的引射性能。向清江l9等通过分块的方法对射流泵内流场进行数值计算,获得了喷射泵外部水力性能。范健¨等针对引射器提出了一种新的优化方法。虽然对喷射器的研究报道比较多,采用瞬时方法对流场模拟分析的研究还是很少。图1有限元模型某连铸二冷区中喷射器(简称喷射器)存在

8、气液混合不理想(理想状态体积比为1:1),进气口和进收稿日期:2O12一o6一l5作者简介:张峰(1986一),男,山东济宁人,硕士,研究方向:设备运行性能与状态研究。·12··机械研究与应用·2012年第4期(总第120期)研究与分析通过CFX模拟时,两种流体选为水和空气。根从A点y向速度随时间变化曲线(见图4)可看据原设定的工作压力设置进口边界条件(见表1),即出:沿l,向的速度全部大于零(一y

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