一种混合腔并联旁路的喷射器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种混合腔并联旁路的喷射器，属于能源与动力技术领域。
【背景技术】
[0002] 喷射器是一种混合升压装置，具有结构简单、易操作、运行可靠等优势。而且喷射 器可以利用低品位能量，实现能量的梯级利用，是一种节能减排技术，被广泛用于电力、石 化、制冷、航空航天和生物制药等多个领域。提高喷射器的性能，可以提升与之相关的工业 领域的整体系统效率。因此提高喷射器的工作性能具有重要现实意义。
[0003] 喷射器作为一种混合升压装置，引射比《通常作为衡量其引射性能的重要指标， 定义为：
[0004]
[0005] 其中，ms为引射流体的质量流量，kg/s ;mp为工作流体的质量流量，kg/s。
[0006] 可以通过对运行参数和结构参数进行优化来提高喷射器的引射性能，运行参数往 往与系统整体的工作状态有关，可优化的余地较小，因此，对喷射器的结构进行优化是提高 喷射器引射性能的主要途径。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了一种混合腔并联旁路的喷射器，所述喷射器利用与混合腔并联的旁 路来增大引射流体质量流量，与普通喷射器相比，所述喷射器的引射性能得到了较大的提 尚。
[0008] 为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0009] -种混合腔并联旁路的喷射器，所述喷射器包括喷嘴、引射流体进气室、混合腔、 扩压室和旁路；其中，混合腔并联若干旁路，旁路的进口端连通引射流体进气室，旁路的出 口端连通混合腔喉部，并在旁路上布置阀门。
[0010] 上述喷射器中，所述的旁路沿着混合腔周向均匀分布。
[0011] 上述喷射器中，所述的旁路上的阀门采用止回阀。
[0012] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0013] 1、本发明中旁孔位置的选择是以基本不对上游流场造成影响为原则，因此通过环 形流道抽吸的引射流体的流量（m sl)基本保持不变，而增加了通过旁路吸入的引射流体的 流量（ms2)，因此引射流体的总量增加（m s)。又因为通过喷嘴的工作流体的流量（mp)基本保 持不变，所以喷射器的引射性能（m s/mp)得到了提升。
[0014] 2、本发明中旁路上布置有止回阀，当旁路出现逆流时，止回阀自动关闭，切除旁路 的影响。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明一种混合腔并联旁路的喷射器结构示意图。
[0016] 图中各标记如下：1为喷嘴，2为引射流体进气室，3为混合腔，4为扩压室，5为旁 路，6为旁孔，7为阀门。
[0017] 图2为针对本发明一种混合腔并联旁路的喷射器进行数值模拟研究的结果。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本发明做进一步详细说明，但本发明并不局限于以下实施例。
[0019] 如图1所示，本发明提供的喷射器包括喷嘴1、引射流体进气室2、混合腔3、扩压室 4和旁路5 ;其中，混合腔3并联若干旁路5,旁路5沿着混合腔3周向均匀布置，旁路5的 进口端连通引射流体进气室2，旁路5的出口端连通混合腔3喉部，并在旁路上布置止回阀 1。
[0020] 以图1所示喷射器为例，本发明提供的喷射器的工作过程为：工作流体经过喷嘴1 加速成为超音速气流之后进入混合腔3, 一部分引射流体通过喷嘴1与混合腔3之间的环形 流道被吸入混合腔3,并与工作流体在混合腔3喉部充分混合；另一部引射流体通过旁路5 进入混合腔3喉部，并与上游的混合流体相汇合，汇合之后进入扩压室4进行降速升压。
[0021] 旁孔6位置的确定是以进气基本不对上游流场造成影响为原则，因此通过喷嘴1 与混合腔3之间的环形流道抽吸的引射流体的流量（msl)基本保持不变，而增加了通过旁路 5吸入的引射流体的流量（ms2)，因此引射流体的总流量（ms)增加。又因为通过喷嘴1的工 作流体的流量（mp)基本保持不变，所以喷射器的引射性能（ms/mp)得到了提升。此外，在旁 路5出现逆流时，止回阀7自动关闭，切除旁路的影响。
[0022] 对本发明提供图1 一种混合腔并联旁路的喷射器和不带旁孔的喷射器进行数值 模拟对比研究，其中两种喷射器的主要结构参数为：喷嘴喉部直径d= 10. 2_，喷射器混合 腔喉部直径D= 14. 7mm，混合腔喉部长度L= 80mm，旁孔位置Xp= 68mm。模拟工况为：工 作流体压力〇? 3~0? 45MPa;引射流体压力为0? 2~0? 6MPa;背压压力为0? 02~0? 24MPa。
[0023] 模型建立和设置：分别采用Gambit 2. 4. 6和FLUENT 6. 3. 26分别进行建模和模拟 计算。用三维结构进行建模，初始化网格为900, 000结构性网格，进行基于压力分布的适应 性网格加密后，网格总数为1250, 000。湍流模型采用RNG k-e模型，增强型壁面函数用来 处理湍流边界层内的计算。工作流体和引射流体入口均设置为压力入口边界条件，混合流 体出口设置为压力出口边界条件。采用二阶迎风格式对方程进行离散处理，并采用S頂PLEC 算法进行求解。本模型已通过实验验证，对引射比的计算误差在10%以内，结果可靠。
[0024] 对比结果如图2所示，由该图可得知，使用本发明喷射器时，由于引射流体的质量 流量（mp)基本保持不变，引射流体的质量流量（ms)增加，因此引射性能（ms/mp，及引射比） 得到了提高。而在旁路出现逆流时，止回阀自动关闭，切除旁路的影响，又可以使引射比等 于不带旁路的喷射器。
[0025]上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所 变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变化和改进，均不应排除在本发明的 保护范围之外。
【主权项】
1. 一种混合腔并联旁路的喷射器，其特征在于：所述喷射器包括喷嘴（I)、引射流体 进气室（2)、混合腔（3)、扩压室（4)和旁路（5);其中，混合腔（3)并联若干个旁路（5)，旁 路（5)的进口端连通引射流体进气室（2)，旁路（5)的出口端连通混合腔（3)喉部，即旁孔 (6) ，并在旁路上布置阀门（7)。2. 根据权利要求1所述的一种混合腔并联旁路的喷射器，其特征在于：旁路（5)沿着 混合腔（3)周向均匀分布。3. 根据权利要求1所述的一种混合腔并联旁路的喷射器，其特征在于：旁路上的阀门 (7) 采用止回阀。
【专利摘要】本发明公开一种混合腔并联旁路的喷射器，该喷射器包括喷嘴、引射流体进气室、混合腔、扩压室和旁路；其中，混合腔并联若干旁路，旁路沿着混合腔周向均匀分布，旁路的进口端连通引射流体进气室，旁路的出口端连通混合腔喉部，并在旁路上布置止回阀，一部分引射流体通过喷嘴与混合腔之间的环形流道进入混合腔；另一部引射流体通过旁路进入混合腔。本发明中，旁孔位置的选择是以基本不对上游流场造成影响为原则，因此通过环形流道抽吸的引射流体的流量基本保持不变，而增加了通过旁路吸入的引射流体的流量，因此引射流体的总流量增加。又因工作流体的流量保持不变，所以引射性能得到了提升。此外，旁路出现回流时，止回阀可以自动切除旁路的影响。
【IPC分类】F04F5/00
【公开号】CN105065341
【申请号】CN201510416303
【发明人】种道彤, 陈会强, 陈伟雄, 严俊杰, 刘继平, 邢秦安
【申请人】西安交通大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月15日