引射器基本工作原理及其应用

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1、北京建筑工程学院学报第16卷第4期JOURNALOFBEIJINGINSTITUTEOFVol.16No.42000年12月CIVILENGINEERINGANDARCDec.2000文章编号:1004-6011(2001)03-00012-04引射器基本工作原理及其应用112赵静野孙厚钧高军(11城建系,北京100044)(21土木系,北京100044)摘要:本文通过介绍引射器的基本工作原理及其特性,归纳了人们对于引射器建立模型的分析方法,指出虽然对引射流场已有较精细的分析,但由于流动的复杂,目前仍是以一元均匀流为主。本文从三个方面介绍了工程中人们感兴趣的几个重要

2、理论研究、工程应用及现状。关键词:射流技术;引射器;混合激波中图分类号:TP6,O358文献标识码:A1引射器基本原理及特性质。它除了作为流体输送机械使用外,还可以作为传质和化学混合反应设备。各种有压能源(废水、废气)都可作为它的工作动力,直接加以利用,不需增引射器是利用射流的紊动扩散作用,使不同压加许多辅助设备,因此它的综合效益很好。引射器力的两股流体相互混合,并引发能量交换的流体机的主要缺点是传能效率较低,这是由于两股流体混械和混合反应设备。引射器主要由工作喷嘴、接受合时产生较大能量损失的缘故。另外,也是因没有室、混合室及扩散室等部件组成(图1)。进入装置运动部

3、件而在运行中不易于调节。前,压力较高的流体叫做工作流体,它以很高的速度从喷嘴流出,进入接受室,由于射流的紊动扩散作用,卷吸周围的流体而发生动量交换,被吸走的压力较低的流体叫引射流体。工作流体与引射流体在混合室内混合,进行动量和质量交换,在流动过程中速度渐渐均衡,这期间常常伴随压力的升高。流体从混合室出来进入扩散室,压力将因流动速度变缓而继续升高。在扩散室出口处,混合流体的压力高于1)工作喷嘴;2)接受室;3)混合室;4)扩散室进入接受室时引射流体的压力。在汽)液引射器图1引射器工作原理简图中,混合流体的压力因水击效应甚至可以超过工作流体的压力。2引射器的分类及基本方

4、程不借助固体机械的压缩动作而能提高引射流体的压力,这是引射器最主要和最根本的性质。正是进入引射器混合的流体,在工程中有的是气相,由于这种性质,引射器在工程中得到了广泛的应有的是液相,有的是气体、液体和固体的混合物,因[1,2]用。引射器结构简单,易于加工且成本较低。此,到目前为止对引射器还没有一个统一的分类方工作可靠性好,安装维护方便。本身没有运动部件,法,而且名称不一,例如:引射器、喷射器、混水器,射密封性好,很适宜输送有毒、易爆、易燃和放射性物流器等,但是人们常以在引射器中相互作用介质的*收稿日期:2001-03-07基金项目:本课题为北京市自然科学基金资助项目

5、(069800602)作者简介:赵静野(1961年-),男,理学博士,热工流体力学教研室副教授。*第3期赵静野孙厚钧等:引射器基本工作原理及其应用#13#f状态来分类。一般可以分为如下三类:f1pdf)))在1)1和3)3截面之间作用于混3(1)工作和引射介质的集态相同的引射器。合室壁面上力的冲量积分。(2)工作和引射介质处于不同的集态,它们在混现在虽然也有轴对称二维的,甚至三维的计算合过程中集态也不改变的引射器。方法应用到引射器的设计计算中,取得了较好结果,(3)介质的集态发生改变的引射器。在这类引但是,目前人们一般还是采用上述一维均匀流假设射器里,工作和引射流体

6、,在混合之前处于不同的相下的控制方程进行计算。态,混合后变成同一相态,即在混合过程中其中一种流体的相态发生改变。3引射器研究及应用的一些新发展对于各类引射器,虽然流体的性质和物理状态不同,但是无一例外的可用如下三个基本定律来描述。早在19世纪末期,在德国学者G1佐伊纳(Ze-1)能量守恒定律,在引射器之前工作和引射流uner)和M1兰金(Rankine)的著作中就建立了引射器体的动能和在引射器之后混合流体的动能通常忽略的理论基础,直到本世纪30年代由于流体力学和空不计。气动力学的发展,才有力地推动了引射器的应用和ip+uiH=(1+u)ic(1)研究,今天由于它在工

7、程上的广泛应用,引射器及射流技术已发展成为一个新的重要的学科分支。在这式中ip)))在引射器前工作流体的焓。里仅就涉及到射流技术及引射器结构的几个方面的发展现状作一介绍。iH)))在引射器前引射流体的焓。混合激波(mixingshock)是发生在液气引射器中ic)))在引射器之后混合流体的焓。的一种物理现象(图2)。在引射器内液体与气体之u=MH/Mp称引射系数,即引射流体的质量流间容重相差很大,属于两相流动,流动比较复杂。在量与工作流体的质量流量之比。混合室内,起始时气体被液流卷吸,二者作相对运2)质量守恒定律动,这时它们均为连续介质,液体射流表面出现脉MC=