蒸汽喷射压缩器喷射系数计算方法研究.pdfVIP

第 l8卷 第3期 太 阳 ‘能 学 报 V01 l8，N0．3 】 7年 7月 ACTAENERGIAES0lARISs1N A July，1997 If}．，37-1 蒸汽喷射压缩器喷射系数计算方法研究 王 权 向雄彪 J (华东工业大学，上海200093) 文 摘：对蒸忾喷射压缩器的原理及工作过程进行了较深入的分析，从热力状态变化的有度出发，以 索科洛夫计算方法为基础进行简化处理，推导出一种计算喷射系数的简便方法。文中也给出了索科 洛夫方法的计算程序。大量对比计算表明，两种方法计算结果一致。 关键词：喷射压缩器，矍! ’垫塑兰竺堑 连 0 引 言 蒸汽喷射压缩器 (大膨胀比，中等压缩比1．2≤P／P一≤2．5)在工业余热供暖，实现城市 冷、暖、汽三联供，用以提高设备废汽压力等方面得到广泛应用。喷射系数(引射蒸汽质量流量 与工作蒸汽质量流量之比)的计算，在蒸汽喷射压缩器设计中占有至关重要的地位。目前，一般 都按索科洛夫提出的建立在动量方程基础上并借助气体动力函数和自由流束理论推导出的方 法进行计算，循环迭代，手工计算非常复杂。本文给出该方法的计算程序，并对蒸汽喷射压缩器 工作过程进行较深入的分析，从热力状态变化的角度出发，推导出一种计算喷射系数的简化方 法。 1 蒸汽喷射压缩器原理和工作过程 蒸汽喷射压缩器利用较高压力的蒸汽(工作蒸汽)吸入一定量较低压力的蒸汽(废汽或二 次蒸汽)，并使之升压升温，混合后的蒸汽作为供热蒸汽。它的简要结构及流体压力沿喷射器的 压力变化情况如图l所示。 工作蒸汽以压力 和速度 进入拉伐尔喷嘴，在喷嘴中，蒸汽压力从 降到P — P ，而速度从 增加到 在喷嘴的出口截面上，流体速度 大于喷嘴临界截面的临界 速度 。工作蒸汽以超音速从喷嘴出来，流体呈紊流状态，一方面沿轴向运动，同时发生剧烈 的横向运动。在流动过程中，周围流体的压力比接受室中引射蒸汽的压力P一低 ]，工作蒸汽 有抽吸作用0]随着引射蒸汽的加入，流体质量流量不断增加，在离喷嘴出口某一距离时，流体 将充满接受室的整个截面 。 是接受室的终截面，也是混合室的始截面。由于流体要通过一 个截面从 减小到 的辊合室入El段，则流体速度增加，而压力降低到Pz。 在混合室入口截面上，工作和引射蒸汽具有不同的静压，不同的速度，可近似看作两股共 本文 1996-8—2收到 3期 王 权等r蒸汽喷射压缩器喷射系数计算方法研究 315 图1 喷射压缩器简图 工作喷嘴，I 接受室，I一混合室，Ib 扩散器 辅的平行流体 ]。在两股不同速度的平行流体的剪 切层内，由于流体粘性作用，初始小扰动波使剪切层 产生变形。剪切层内的扰动极易诱发垂直于主流方 向的速度，此速度又使扰动增大。由于剪切层的不稳 定性，层内就出现了具有周期性的厚、薄相间现象， 形成离散的团状大结构涡旋。涡旋形成后，沿垂直于 主流方向扩散，进一步卷暖低速流体，与此同时，高、 低速流体发生动量传递和能量交换。随着时间和距 离的推移，涡量逐步减弱，最后趋于消失 。混合室