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《引射器及引射循环在工程中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第25卷第1期煤气与热力Vol.25No.12005年1月GAS&HEATJan.2005引射器及引射循环在工程中的应用沈坚,胡国新(上海交通大学机械与动力工程学院,上海200030)摘要:论述了引射器技术在国内外的最新发展,重点分析引射循环的发展现状,提出了一种微型涡轮发动机的引射增压燃烧循环系统,进行了热力学分析。关键词:引射器;引射循环;微型涡轮发动机中图分类号:TU996文献标识码:A文章编号:1000-4416(2005)01-0034-05ApplicationofEjectorandEjectionCirculationinEn
2、gineeringSHENJian,HUGuo2xin(SchoolofMechanicandPowerEngineering,SJTU,Shanghai200030,China)Abstract:Thelatestdevelopmentofejectortechnologyathomeandabroadisdescribed.Thede2velopmentsituationofejectioncirculationisanalyzedmainly.Acombustionsystemwithejectionunderpressureformi
3、cro2turbineengineisputforwardanditsthermodynamicanalysisisconducted.Keywords:ejector;ejectioncirculation;micro2turbineengine1概述处,混合流体的压力高于进入接受室的引射流体的引射器主要由喷嘴、接受室、混合室及扩压室组压力。成,其工作原理见图1。升高引射流体的压力而不直接消耗机械能是引射器最主要的特点。而引射器的主要缺点是传能效率较低,这是由于两股流体混合时产生较大的能量损失。另外,在运行中由于缺少运动部件也不易调节。2引
4、射器的研究进展2.1引射器的分类及描述方程目前,还没有一个通用的引射器分类方法,但人们图1引射器结构简图常按引射器中相互作用的流体的状态将其分为3类:Fig.1Schematicdiagramofejector①工作流体和引射流体的状态相同,如气体压力较高的流体为工作流体(又称为一次流(蒸汽)引射器。体),以很高的速度从喷嘴流出,进入接受室,在射②工作流体和引射流体处于不同的状态,而流的紊动扩散作用下,卷吸周围压力较低的流体。且在混合过程中状态也不发生改变,如水-空气引被吸入的压力较低的流体为引射流体(又称为二次射器。流体)。工作流体与引射流
5、体在混合室内混合,进③流体的状态发生改变的引射器。工作流体行动量交换,在流动过程中速度场分布渐渐均匀,在和引射流体在混合前处于不同的相态,在混合后变此期间常常伴随压力的升高。随后,混合流体进入成同一相态,即在混合过程中其中一种流体的相态扩压室,压力因流速的降低而升高。在扩压室出口发生改变,如汽-水混合式加热器。·34·第1期沈坚,等:引射器及引射循环在工程中的应用第25卷虽然引射器种类繁多,但都可用如下3个基本两种方法的出发点相同,都是假设工作流体和[1]定律来描述:引射流体具有相同的相对分子质量和比热容,工作①能量守恒定律流体和引射流体以及
6、混合流体在任意截面上具有均hp+μhs=(1+μ)hm(1)匀的物性分布,在喷嘴和扩压段内的过程都是等熵μ=qm,s/qm,p(2)过程,不计壁面摩擦,也不考虑热量损失,在理想气式中hp———工作流体的比焓,J/kg体的基础上,运用质量、动量及能量守恒方程计算工μ———引射系数作过程,推导出具有最大喷射系数或最大压缩压力hs———引射流体的比焓,J/kg的引射器结构参数的计算公式。然而实际上,特别hm———混合流体的比焓,J/kg是超声速混合过程很少会像假设的那样理想,激波、qm,s———引射流体的质量流量,kg/s粘性干扰、分离涡及真实气体
7、效应等物理现象的相qm,p———工作流体的质量流量,kg/s互作用使得引射器内部流场极其复杂,因此一维的[3、4]由能量守恒方程可知,工作流体和引射流体以分析方法存在较大缺陷。及混合流体的动能通常忽略不计。过去人们主要是采用实验手段进行研究,在大②质量守恒定律量实验的基础上提出一些理论,通过修正系数对原qm,m=qm,p+qm,s(3)有理论进行修正。但影响引射器性能的因素很多,式中qm,m———混合流体的质量流量,kg/s实验结果往往具有很强的局限性,应用推广起来相③动量定理[2]当困难。因此当设计一个新的引射器时,通常要重新进行实验才能确
8、定其性能。∑F=∑∫Adp=qm,p(1+μ)vm-qm,pvp-随着计算机技术和计算流体力学的迅速发展,qm,svs(4)使得采用数值方法模拟求解超声速引射器流场
