一种用于天然气生产的引射装置及其设计方法与流程

1.本发明属于引射装置技术领域，更具体地，涉及一种用于天然气生产的引射装置及其设计方法。


背景技术：

2.天然气引射技术能够利用高压天然气能量来降低低压气井井口压力、提高气井产量，同时提高低压天然气输送压力，使其满足集输要求。天然气引射装置主要由高压气入口、低压气入口、喷嘴、混合室、扩散室(也称扩压室)等五部分组成。引射器本身不需要额外动力，结构简单，制造成本较低，安装简易，操作方便，近年来引射器已在国内外许多工程和科研设备中得到了广泛应用。
3.天然气田生产中往往存在如下问题：
4.1.在气田开采过程中，地层能量不断下降，气井压力降低，降低到一定程度后就需要增压开采，造成采气工程系统压力日益增大。
5.2.同一气田中，高低压井同时存在，尤其是丛式井生产中井间压力差异显著，压力过高的井需要进行节流，压力过低的井需要增压，高低压气井混输进一步加剧低压井的开采难度和成本。
6.因此，优化采气工艺、实现气田稳产、填补产量缺口是一个迫在眉睫的问题。
7.采用引射技术，利用高压气井的能量来开采低压井，可以延迟增压开采时间，显著降低生产成本，可以有效解决气井低压生产以及高低压气井采出气混输的问题。但是传统的引射器结构尺寸固定，适应的工况范围有限。在设计时一般根据特定的生产条件和压力参数进行设计，设计工况范围较窄，往往一种引射器尺寸只适用于有限的生产工况，不能在不同的天然气井得到广泛应用。同时随着生产的进行，同一口天然气井的工况条件往往也变化很快，使得根据最初设计工况设计的引射装置很快就不再适用。在这样的应用环境下，如果工况稍有改变就需要重新设计加工新的引射器，造成设计、加工、使用等成本上升，同时也影响生产过程的持续性。


技术实现要素：

8.本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种用于天然气生产的引射装置及其设计方法，该引射装置具有多个互不相同的喷嘴结构和多个互不相同的混合室扩散室结构，利用二者进行组合形成多种引射组件，适用于多种工况条件，克服了传统引射器工况范围窄的局限性，可显著扩展引射装置适用工况范围，使目标气田气井引射装置设计和加工批量化、通用化，降低设计加工和生产成本。
9.为了实现上述目的，本发明提供一种用于天然气生产的引射装置，该装置包括：
10.壳体，所述壳体的中部设置有第一直管，所述第一直管的两端分别连接有第二直管和第三直管，所述第二直管和所述第三直管的外端分别设置有第一连接部和第二连接部，所述第二直管和所述第三直管分别形成高压气体入口和气体出口，所述第一直管的一
侧壁上连接有第四直管，所述第四直管的外端上设置有第三连接部，所述第四直管形成低压气体入口；
11.多个互不相同的喷嘴结构，可拆卸地穿设在所述第二直管内并向所述第一直管内延伸；
12.多个互不相同的混合室扩散室结构，可拆卸地穿设在所述第三直管内；
13.其中一个所述喷嘴结构与其中一个所述混合室扩散室结构配合形成一种引射组件。
14.可选地，所述喷嘴结构为渐缩喷嘴，所述渐缩喷嘴包括第一直管部和第一圆锥收缩管部，所述第一圆锥收缩管部的大径端与所述第一直管部的一端连接，所述第一直管部的另一端设置有与所述第一连接部相配合的第四连接部，所述第四连接部能够与用于天然气生产的高压井气体管道连接。
15.可选地，所述喷嘴结构为拉伐尔喷嘴，所述拉法尔喷嘴包括第二直管部和第二圆锥收缩管部，所述第二圆锥收缩管部的大径端与所述第二直管部的一端连接，所述第二圆锥收缩管部的小径端的内周上设置有圆弧过渡的喉道部，所述喉道部远离所述第二直管部的一端设置有逐渐扩张的第一圆锥扩展管部，所述第二直管部的另一端设置有与所述第一连接部相配合的第五连接部，所述第五连接部能够与所述用于天然气生产的高压井气体管道连接。
16.可选地，所述混合室扩散室结构包括主体部和与所述第二连接部相配合的第六连接部，所述主体部的外壁为直圆柱形，所述主体部的内壁中部向内凸起形成混合室喉道，所述主体部的一端由所述混合室喉道向外渐扩形成混合室，所述主体部的另一端由所述混合室喉道向外渐扩形成扩散室，所述第六连接部设置在所述主体部靠近所述扩散室的一端的端部，所述第六连接部能够与所述用于天然气生产的出口管道连接。
17.可选地，所述多个互不相同的喷嘴结构的出口马赫数、出口直径、喉道直径中的至少一种不同。
18.本发明还提供一种用于天然气生产的引射装置的设计方法，基于上述的用于天然气的引射装置，该设计方法包括：
19.设定多种不同的引射装置的初始工况参数；
20.根据每种所述初始工况参数计算多个互不相同的喷嘴结构的喷嘴几何结构参数和多个互不相同的混合室扩散室结构的混合室扩散室参数；
21.根据所述多个互不相同的喷嘴结构的喷嘴几何结构参数计算所述喷嘴的第二参数，根据所述多个互不相同的混合室扩散室结构的混合室扩散室参数确定所述混合室扩散室结构的形态；
22.将确定好形态的多个互不相同的喷嘴结构和多个互不相同的混合室扩散室结构进行两两组合，形成多种引射组件。
23.可选地，所述根据每种所述初始工况参数计算多个互不相同的喷嘴结构的喷嘴参数和多个互不相同的混合室扩散室结构的混合室扩散室参数包括：
24.s1：将其中一种所述初始工况参数作为第一边界条件；
25.s2：根据所述第一边界条件计算所述喷嘴结构和所述混合室扩散室结构的第一入口参数；
26.s3：计算所述喷嘴结构的第一参数；
27.s4：计算所述喷嘴结构的第二参数；
28.s5：计算等压混合室的混合室参数；
29.s6：计算扩散室的扩散室出口压力；
30.s7：将所述扩散室出口压力与气体出口压力进行对比，若所述扩散室出口压力不小于所述气体出口压力，则降低所述喷嘴结构的出口压力并重复进行s4至s6的步骤，若所述扩散室出口压力小于所述气体出口压力，则将其中另一种所述初始工况参数作为第二边界条件并重复进行s2至s7的步骤。
31.可选地，所述计算所述喷嘴结构的第一参数包括：计算喷嘴临界压力，在计算出所述喷嘴临界压力之后还包括确定喷嘴类型，再针对不同的喷嘴类型分别计算每种喷嘴类型对应的喷嘴出口压力、喷嘴喉道内径、喷嘴出口直径、喷嘴出口马赫数。
32.可选地，所述根据所述多个互不相同的混合室扩散室结构的混合室扩散室参数确定所述混合室扩散室结构的形态包括：
33.设定多个混合室长径比；
34.将所述喷嘴结构的喷嘴几何结构参数、所述等压混合室的混合室参数、扩散室的扩散室出口压力和所述引射器混合室长径建立三维几何模型；
35.根据所述三维几何模型进行模拟计算，获得流场速度云图、压力云图、温度云图；
36.根据所述流场速度云图、压力云图、温度云图选定混合室长径比。
37.可选地，所述将确定好形态的多个互不相同的喷嘴结构和多个互不相同的混合室扩散室结构进行两两组合，形成多种引射组件包括：
38.获取每一种引射组件的工作边界参数；
39.根据每一种引射组件的工作边界参数确定所述引射装置的工况区间。
40.本发明提供一种用于天然气生产的引射装置及其设计方法，其有益效果在于：该引射装置具有多个互不相同的喷嘴结构和多个互不相同的混合室扩散室结构，利用二者进行组合形成多种引射组件，适用于多种工况条件，克服了传统引射器工况范围窄的局限性，可显著扩展引射装置适用工况范围，使目标气田气井引射装置设计和加工批量化、通用化，降低设计加工和生产成本；使用这种可更换喷嘴、混合室及扩散室的引射装置，由于适用工况范围的扩大，可使用的周期也增长，可进一步降低装备的维护、安装等成本。
41.本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
42.通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
43.图1示出了根据本发明的实施例一的一种用于天然气生产的引射装置的结构示意图。
44.图2示出了根据本发明的实施例一的一种用于天然气生产的引射装置的壳体的结构示意图。
45.图3示出了根据本发明的实施例一的一种用于天然气生产的引射装置的渐缩喷嘴
的结构示意图。
46.图4示出了根据本发明的实施例一的一种用于天然气生产的引射装置的拉伐尔喷嘴的结构示意图。
47.图5示出了根据本发明的实施例一的一种用于天然气生产的引射装置的混合室扩散室结构的示意图。
48.图6示出了根据本发明的实施例二的一种用于天然气生产的引射装置的设计方法的流程图。
49.图7示出了根据本发明的实施例二的一种用于天然气生产的引射装置的根据每种所述初始工况参数计算多个互不相同的喷嘴结构的喷嘴参数和多个互不相同的混合室扩散室结构的混合室扩散室参数的方法的流程图。
50.附图标记说明：
51.1、壳体；2、第一直管；3、第二直管；4、第三直管；5、第一连接部；6、第二连接部；7、第四直管；8、第三连接部；9、渐缩喷嘴；10、第一直管部；11、第一圆锥收缩管部；12、第四连接部；13、拉伐尔喷嘴；14、第二直管部；15、第二圆锥收缩管部；16、喉道部；17、第一圆锥扩展管部；18、第五连接部；19、主体部；20、第六连接部；21、混合室喉道；22、混合室；23、扩散室。
具体实施方式
52.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
53.实施例一
54.如图1至图5所示，本发明提供一种用于天然气生产的引射装置，该装置包括：
55.壳体1，壳体1的中部设置有第一直管2，第一直管2的两端分别连接有第二直管3和第三直管4，第二直管3和第三直管4的外端分别设置有第一连接部5和第二连接部6，第二直管3和第三直管4分别形成高压气体入口和气体出口，第一直管2的一侧壁上连接有第四直管7，第四直管7的外端上设置有第三连接部8，第四直管7形成低压气体入口；
56.多个互不相同的喷嘴结构，可拆卸地穿设在第二直管3内并向第一直管2内延伸；
57.多个互不相同的混合室扩散室结构，可拆卸地穿设在第三直管4内；
58.其中一个喷嘴结构与其中一个混合室扩散室结构配合形成一种引射组件。
59.具体的，第一直管2形成壳体的中间段，第二直管3、第三直管4和第四直管7分别形成高压气体入口段、低压气体入口段和混合气体出口段，多个互不相同的喷嘴结构能够通过第一连接部5安装在第二直管3内，多个互不相同的混合室扩散室结构能够通过第二连接部6安装在第四直管7内，喷嘴结构用于对高压气体进行加速，外壳由不锈钢制成；多个互不相同的喷嘴结构和多个互不相同的混合室扩散室结构组合形成多种引射组件，适用于多种工况条件，克服了传统引射器工况范围窄的局限性，可显著扩展引射装置适用工况范围，使目标气田气井引射装置设计和加工批量化、通用化，降低设计加工和生产成本。
60.在一个示例中，喷嘴结构为渐缩喷嘴9，渐缩喷嘴9包括第一直管部10和第一圆锥
收缩管部11，第一圆锥收缩管部11的大径端与第一直管部10的一端连接，第一直管部10的另一端设置有与第一连接部5相配合的第四连接部12，第四连接部12能够与用于天然气生产的高压井气体管道连接。
61.具体的，喷嘴结构为渐缩喷嘴9，渐缩喷嘴9通过第四连接部12可拆卸地连接在第二直管3内，并且第四连接部12还可以与用于天然气生产的高压井气体管道连接；渐缩喷嘴9能够使气体在喷嘴出口加速到亚声速状态。
62.在本实施例中，喷嘴结构为拉伐尔喷嘴13，拉法尔喷嘴13包括第二直管部14和第二圆锥收缩管部15，第二圆锥收缩管部15的大径端与第二直管部14的一端连接，第二圆锥收缩管部15的小径端的内周上设置有圆弧过渡的喉道部16，喉道部16远离第二直管部14的一端设置有逐渐扩张的第一圆锥扩展管部17，第二直管部14的另一端设置有与第一连接部5相配合的第五连接部18，第五连接部18能够与用于天然气生产的高压井气体管道连接。
63.具体的，喷嘴结构为拉伐尔喷嘴13，拉伐尔喷嘴13通过第五连接部18可拆卸地连接在第二直管3内，并且第五连接部18还可以与用于天然气生产的高压井气体管道连接；拉伐尔喷嘴13能够使气体在喷嘴出口加速到超声速状态。
64.在本实施例中，混合室扩散室结构包括主体部19和与第二连接部6相配合的第六连接部20，主体部19的外壁为直圆柱形，主体部19的内壁中部向内凸起形成混合室喉道21，主体部19的一端由混合室喉道21向外渐扩形成混合室22，主体部19的另一端由混合室喉道21向外渐扩形成扩散室23，第六连接部20设置在主体部19靠近扩散室23的一端的端部，第六连接部20能够与用于天然气生产的出口管道连接。
65.具体的，从低压气井来的低压天然气体通过引射装置上侧的第四直管7进入，进入第一直管2内引射装置喷嘴出口之后形成的低压区，在压差及喷嘴出口高速气流的裹挟作用下，进入引射装置混合室22；从喷嘴结构流出的高速气流与从低压气井来的低速气流在混合室22内进行等压混合，速度分布在混合室22出口达到近似均匀分布状态；混合室22出口混合均匀的气体经过混合室22之后的混合室喉道21流动状态进一步平稳，如果混合室22出口为超声速气流，在混合室喉道21内经由激波变为亚声速气流；混合气流通过混合室喉道21后，进入扩散室23，气流速度进一步降低，压力逐步增高，直至恢复到大于或等于出口管网压力，混合气流通过引射装置出口流出，进入出口管道进而进入输送管网。
66.在本实施例中，第一至第六连接部均为法兰。
67.在本实施例中，多个互不相同的喷嘴结构的出口马赫数、出口直径、喉道直径中的至少一种不同。
68.具体的，该引射装置使用时，根据实际工况将多个互不相同的喷嘴结构和多个互不相同的混合室扩散室结构组合形成多种引射组件，两两对应形成工作边界图表，根据工况需要可以在工作边界图表中选取最佳的喷嘴结构与混合室扩散室结构的组合，以达到最优效率；在该引射装置工作工况发生显著改变时，要及时重新选择并更换喷嘴结构和混合室扩散室结构，进而使用新的引射组件适应改变后的工况。
69.综上，本发明提供的用于天然气生产的引射装置使用时，根据实际工况需要选择合适的喷嘴结构与合适的混合室扩散室结构组合形成合适的引射组件，将引射组件安装在壳体1上，形成引射装置；通过第四连接部12和第五连接部18将引射装置与高压井气体管道连接，通过第三连接部8将引射装置与低压井气体管道连接，通过第六连接部20将引射装置
与出口管道连接；从高压井来的高压天然气体通过喷嘴结构完成加速降压过程，在使用渐缩喷嘴9时，气体在喷嘴出口加速到亚声速状态，在使用拉伐尔喷嘴13时，气体在喷嘴出口加速到超声速状态，从低压气井来的低压天然气体通过第四直管7后进入喷嘴结构的喷嘴出口之后在第一直管2内形成的低压区，在压差及喷嘴出口高速气流的裹挟作用下，进入混合室22；在混合室22内进行等压混合，速度分布在混合室22出口达到近似均匀分布状态，混合室22出口混合均匀的气体经过混合室22之后的混合室喉道21，流动状态进一步平稳，如果混合室22出口为超声速气流，在混合室喉道21内经由激波变为亚声速气流；混合气流通过混合室喉道21后，进入扩散室23，气流速度进一步降低，压力逐步增高，直至恢复到大于或等于出口管道压力，进而流入输送管网。
70.实施例二
71.如图6和图7所示，本发明还提供一种用于天然气生产的引射装置的设计方法，基于上述的用于天然气的引射装置，该设计方法包括：
72.设定多种不同的引射装置的初始工况参数；
73.根据每种初始工况参数计算多个互不相同的喷嘴结构的喷嘴几何结构参数和多个互不相同的混合室扩散室结构的混合室扩散室参数；
74.根据多个互不相同的喷嘴结构的喷嘴几何结构参数确定喷嘴结构的形态，根据多个互不相同的混合室扩散室结构的混合室扩散室参数确定混合室扩散室结构的形态；
75.将确定好形态的多个互不相同的喷嘴结构和多个互不相同的混合室扩散室结构进行两两组合，形成多种引射组件。
76.具体的，1)在给定高压井气体管道的输入压力、高压井气体温度、高压井气体流量、高压井气体管道直径，低压井气体管道的输入压力、混合气体的出口管道的压力、出口管道的温度、出口管道的直径等初始工况参数条件后，通过一维数值计算确定喷嘴结构的几何结构参数、混合室扩散室结构的混合室收缩比；2)通过三维数值模拟确定混合室长径比；3)对于不同初始工况参数条件下计算得到的引射装置结构参数，对尺寸相近的计算结果在一定范围内选择一种尺寸参数，选择的原则是喷嘴结构尽量选出口压力低的，而混合室扩散室结构尽量选喉道尺寸位于多个数值中较为居中的，从而形成一系列不同几何结构参数的喷嘴结构与不同混合室扩散室参数的混合室扩散室结构的组合，形成多种引射组件；4)对每一种引射组件，通过三维数值模拟，设定不同的工况条件，确定该喷嘴结构、混合室扩散室结构下的引射装置的工作边界参数；5)检查整个系列引射组件的整体工作边界，如果所有引射组件的工作边界合起来不能覆盖给定的初始设计工况区间，即各个引射组件对应的工作边界之间存有未覆盖区域，则需要调整初始工况参数划分方案，一般是使设定的不同初始工况参数更加密集，如果两个引射组件的工作边界互相之间重合部分过大，则同样需要调整初始工况参数划分方案，减少引射组件数目，进行稀疏处理，这样可以减少部件数量，降低成本。
77.可选地，根据每种初始工况参数计算多个互不相同的喷嘴结构的喷嘴参数和多个互不相同的混合室扩散室结构的混合室扩散室参数包括：
78.s1：将其中一种初始工况参数作为第一边界条件；
79.s2：根据第一边界条件计算喷嘴结构和混合室扩散室结构的第一入口参数；
80.s3：计算喷嘴结构的第一参数；
81.s4：计算喷嘴结构的第二参数；
82.s5：计算等压混合室的混合室参数；
83.s6：计算扩散室的扩散室出口压力；
84.s7：将扩散室出口压力与气体出口压力进行对比，若扩散室出口压力不小于气体出口压力，则降低喷嘴结构的出口压力并重复进行s4至s6的步骤，若扩散室出口压力小于气体出口压力，则将其中另一种初始工况参数作为第二边界条件并重复进行s2至s7的步骤。
85.具体的，首先进行理论模型简化，理论模型简化包括：
86.1)气体为理想气体(比热、比热比为常数)；
87.2)一维、无粘、轴向、绝热、等熵流动；
88.3)引射气流和被引射气流在混合区入口静压匹配；
89.4)气体不发生化学反应、在混合区出口已完成充分混合；
90.5)不计摩擦损失；
91.6)出口流速低于声速；
92.第一边界条件包括给定高压井气体管道的输入压力、高压井气体温度、高压井气体流量、高压井气体管道直径，低压井气体管道的输入压力、混合气体的出口管道的压力、出口管道的温度、出口管道的直径等；第一入口参数包括喷嘴结构和混合室扩散室结构的入口的实际流速、气体常数、当地声速、马赫数、总压等。
93.可选地，计算喷嘴结构的第一参数包括：计算喷嘴临界压力，在计算出喷嘴临界压力之后还包括确定喷嘴类型，再针对不同的喷嘴类型分别计算每种喷嘴类型对应的喷嘴出口压力、喷嘴喉道内径、喷嘴出口直径、喷嘴出口马赫数。
94.具体的，喷嘴结构的第一参数计算包括计算喷嘴临界压力、确定喷嘴类型、计算喷嘴出口压力、计算喷嘴喉道内径、计算喷嘴出口直径、计算喷嘴出口马赫数，计算过程如下：
95.其中p
*
为临界压力，p
ni
为喷嘴入口压力，m
ni
为喷嘴入口马赫数，γ为比热比。
96.p
*
≤p
l
时，喷嘴类型为渐缩喷嘴；p
*
≥p
l
时，喷嘴类型为拉伐尔喷嘴。其中p
l
为低压入口压力。
97.对于渐缩喷嘴，出口马赫数其中m
ne
为出口马赫数，p
ne
为喷嘴出口压力，p0为喷嘴入口总压。
98.对于渐缩喷嘴，出口直径其中d
ni
为喷嘴入口直径。
99.对于拉伐尔喷嘴，喉道直径
100.对于拉伐尔喷嘴，出口马赫数
101.对于拉伐尔喷嘴，出口直径
102.降低喷嘴结构的出口压力是指在迭代计算中，每次迭代在上一次喷嘴结构的出口压力值的基础上再降低一个特定数值，该特定数值由设定的迭代步数及低压井气体管道的输入压力值确定。
103.若扩散室出口压力不小于气体出口压力，则在新的喷嘴结构的出口压力下，计算喷嘴结构的几何结构参数，例如，在降低喷嘴结构的出口压力后计算喷嘴结构的第二参数，使得扩散室出口压力小于气体出口压力，那么第二参数就可以作为喷嘴结构的几何结构参数，第二参数的计算内容及公式同喷嘴结构的第一参数计算；然后根据喷嘴结构的几何结构参数确定喷嘴结构的形态。
104.等压混合室的混合室参数的计算包括如下计算过程：
105.引射和被引射入口压力p
p
＝ps＝p
ne
，其中p
p
为主流即引射气流在混合室入口压力，ps为次流即被引射气流在混合室入口压力。
106.速度系数其中m为马赫数。
107.气动函数关系式其中λ为速度系数。
108.由p
0p
π(λ
p
,γ
p
)＝p
0s
π(λs,γs)，得到
109.其中p
0p
为主流总压，λ
p
为主流速度系数，γ
p
为主流气体比热比，p
0s
为次流总压，λs为次流速度系数，γs为次流气体比热比，p
p
为主流压力。
110.气动函数关系式
111.引射系数其中气体特性常数
r为气体常数，r
p
为主流气体常数，rs为次流气体常数，a
p
为主流流道面积，as为次流流道面积，t
0p
为主流总温，t
0s
为次流总温。
112.面积比
113.由动量守恒方程得到λm，其中λm为混合室出口速度系数，γm为混合室出口气体比热比，rm为混合室出口气体常数，t
0m
为混合室出口气体总温。
114.根据等压混合室等压条件pm＝p
p
，其中pm为混合室出口气体压力，p
0m
为混合室出口气体总压。
115.由得到混合室收缩比φ，其中am为混合室出口流道面积，为比热比，为总温比，c
pp
为主流气体定压比热，c
ps
为次流气体定压比热。
116.扩散室(扩压室)参数的扩散室出口压力计算包括如下计算过程：
117.1)如果混合室出口为超声速气流
118.则其中λd为扩散室出口速度系数，γd为扩散室出口气体比热比，σm为混合室出口气体经过激波后的总压恢复系数，σd为扩散室亚声速段的总压恢复系数。
119.扩散室扩压比其中ad为扩散室出口流道面积。
120.由迭代求得速度系数λd。
121.扩散室出口总压p
0d
＝p
0m
σmσd。
122.扩散室出口静压：pd＝p
0d
(λd,γd)。
123.引射器总压恢复系数：
124.2)如果混合室出口为亚声速气流
[0125][0126]
由迭代求得λd。
[0127]
扩散室出口总压：p
0d
＝p
0m
σd。
[0128]
扩散室出口静压：pd＝p
0d
π(λd,γd)。
[0129]
引射器总压恢复系数：
[0130]
重复迭代计算过程，直至扩散室出口压力与出口管道的压力相匹配，在保证高压入口流量的前提下，引射系数达到最大。
[0131]
可选地，根据多个互不相同的混合室扩散室结构的混合室扩散室参数确定混合室扩散室结构的形态包括：
[0132]
设定多个混合室长径比；
[0133]
将喷嘴结构的喷嘴的几何结构参数、等压混合室的混合室参数、扩散室的扩散室出口压力和引射器混合室长径建立三维几何模型；
[0134]
根据三维几何模型进行模拟计算，获得流场速度云图、压力云图、温度云图；
[0135]
根据流场速度云图、压力云图、温度云图选定混合室长径比。
[0136]
具体的，根据三维几何模型进行模拟计算确定混合室长径比，指在一维数值计算确定的引射组件的结构参数的基础上，指定一系列不同的混合室长径比，然后建立引射装置三维几何模型，使用商业软件fluent，进行数值模拟计算，通过对计算所得流场速度云图、压力云图、温度云图的分析，选定最佳混合室长径比，选择原则是：1)混合室出口截面速度分布均匀；2)满足上述条件的基础上混合室长度尽可能短。
[0137]
进一步的，对于不同初始工况参数下计算得到的引射装置的结构参数，对尺寸相近的在一定范围内选择一种尺寸参数，目的是：使由选定的尺寸参数所确定的引射装置的喷嘴结构、混合室扩散室结构组成的引射组件能满足在覆盖上述不同初始工况参数的区间上都能有效的进行引射。
[0138]
可选地，将确定好形态的多个互不相同的喷嘴结构和多个互不相同的混合室扩散室结构进行两两组合，形成多种引射组件包括：
[0139]
获取每一种引射组件的工作边界参数；
[0140]
根据每一种引射组件的工作边界参数确定引射装置的工况区间。
[0141]
具体的，获取每一种引射组件的工作边界参数指的是通过商业软件fluent进行三维数值模拟，通过改变初始工况参数，确定引射组件能工作的极限工况条件，即确定引射组件能工作的工况区间。
[0142]
在本实施例中，还包括检查整个系列引射组件的整体工作边界，调整引射组件的结构参数系列划分方案，目的是一方面要确保整个系列的引射组件的整体工作边界参数要覆盖整个设计工作范围，即在整个工况区间内都能工作，另一方面要尽可能减少喷嘴结构和混合室扩散室结构的数量，降低成本。
[0143]
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。