引射器分析和总结.pdf

1 概述 引射器主要由喷嘴、接受室、混合室及扩压室组成，其工作原理 见图 1。 图 1 引射器结构简图 压力较高的流体为工作流体 (又称为一次流体 )，以很高的速度从 喷嘴流出，进入接受室，在射流的紊动扩散作用下，卷吸周围压力较 低的流体。被吸入的压力较低的流体为引射流体 (又称为二次流体 )。 工作流体与引射流体在混合室内混合， 进行动量交换， 在流动过程中 速度插分布渐渐均匀，在此期间常常伴随压力的升高。随后，混合流 体进入扩压室，压力因流速的降低而升高。在扩压室出口处，混合流 体的压力高于进入接受室的引射流体的压力。 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 引射器的研究进展 专业文档供参考，如有帮助请下载。 2 ．1 引射器的分类及描述方程 目前，还投有—个通用的引射器分类方法， 但人们常按引射器中 相互作用的流体的状态将其分为 3 类： ① 工作流体和引射流体的状态相同，如气体 (蒸汽 )引射器。 ② 工作流体和引射流体处于不同的状态，而且在混合过程中状 态也不发生改变，如水—空气引射器。 ③ 流体的状态发生改变的引射器。工作流体和引射流体在混合 前处于不同的相态， 在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，如汽 -水混合式加热器。 虽然引射器种类繁多，但都可用如下 3 个基本定律来描述 [1]： ①能量守恒定律 hP+ μhs=(1+ μ)hm (1) μ=qm ，s ／qm ，p (2) 式中 hP—工作流体的比焓， J ／kg μ—引射系数 hs—引射流体的比焓， J ／kg hm—混合流体的比焓， J ／kg qm ，s—引射流体的质量流量， kg/s qm ，p—工作流体的质量流量， kg/s 由能量守恒方程可知， 工作流体和引射流体以及混合流体的动能 专业文档供参考，如有帮助请下载。 通常忽略不计。 ②质量守恒定律 qm ，m=qm ，p+qm ，s (3) 式中 qm ，m—混合流体的质量流量， kg/s ③动量定理 [2] ∑F= ∑∫Adp=qm ，p(1+ μ) υm-qm ，p υu ，-qm ，s υs (4) 式中 F—力， N A—面积， m2 p—压力， Pa υm—混合室出口截面上混合流体的速度， m/s υP—混合室入口截面上工作流体的速度， m ／s υs—混合室入口截面上引射流体的速度， m ／s 2 ．2 引射器的研究历程及现状 在 19 世纪，为了维持蒸汽机冷凝器内的真空条件，人们发明了 引射器，那时的超声速引射器的几何结构通常是根据经验设计出来 的。直到 20 世纪 40 年代，由于流体力学和空气动力学的发展，才 有 Keenan 等人 [2]提出了引射器的设计理论。 此理论韵关键是为引射 过程中工作流体和引射流体的混合过程建立了动量方程 (见式 (4