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真空泵机组性能的 CFD 模拟研究

点击次数:   更新时间:2018-01-21 15:51     来源:http://tutorkhoj.com/ 【关闭
         真空泵机组采用有限体积法离散控制方程,标准k-ε湍流模型,近壁面处使用壁面函数修正的方法对蒸汽喷射真空泵机组的超音速混合过程进行数值模拟。计算并分析了第二喉管与工作蒸汽喷嘴喉管面积比、喷嘴出口截面与混合段入口截面间的距离及混合段的锥度等结构参数及工作蒸汽的压力和温度、引射流体及混合流体压力等热力参数对真空泵机组操作性能的影响。数值计算结果表明,几何参数的改变极大地影响着波系结构,在一定的设计工况下,总存在一个最佳的面积比及一个最优的相对位置对应于最大的喷射系数,其在物理上的表现形式为通过工作蒸汽喷嘴所产生的激波系刚好能够通过第二喉管。
         混合段的锥度在一定范围内对真空泵机组的性能无显著影响,等压混合理论较等面积混合理论具更优的操作性能。根据喷射泵内的物理现象及喷射系数的变化规律将蒸汽喷射真空泵机组的操作状态分为临界状态、亚临界状态和回流状态三类,同时指出临界点为最佳工作点。蒸汽喷射真空泵机组具有结构简单可靠、运转费用低廉、操作维修方便以及对被抽介质无严格要求等优点,因此被广泛应用于各个工业领域,尤其是在某些特殊生产工艺上,如真空蒸馏、真空脱气、真空结晶等。提高这种设备效率的途径在于使喷射器无论是压缩比(P C /P H )还是喷射系数(G H /G P )都达到最优。这就有必要重新审视传统的超音速蒸汽喷射器的设计方法。

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