气体引射器课程设计

气体引射器课程设计 Revised by Chen Zhen in 2021
机械设计课程设计（论文）设计书
题目：气体引射器结构设计
系别
专业
班级
学号
学生姓名
起讫日期 2012.10.29―2012.11.09
指导教师职称助教
教研室主任
日期 2012.11.09
江西科技学院教务处印制
目录
1
2
3
气体引射器结构设计
一、引射器的介绍
气体（蒸汽）喷射压缩器、引射器和喷射泵属于第一类。

气力输送喷射器、水—空气引射器和水力输送喷射器属于第二类。

汽—水引射器和喷射加热器属于第三类。

喷射器的工作情况还取决于相互作用介质的弹性特性。

介质的比容的工作随着压力的改变而大大改变的这种特性叫做介质的弹性特性或压缩性。

在实际中所用到的喷射器有：1）两种介质（工作介质和引射介质）都是弹性的；2）其中一种介质是弹性的；3）两种介质都是非弹性的。

弹性介质的同相喷射器的工作，很大程度上取决于引射介质的压缩比，还取决于工作介质的膨胀比。

为了简明起见，在这里及往后把压力比P
E /P
H
叫做压缩比，即最终的压缩压
力与开始的压力之比。

根据压缩比和膨胀比的大小，弹性介质的同相喷射器可分为如下类型：
1)大膨胀比和中等压缩比的喷射器，今后，把这类喷射器叫做气体喷射压缩器或蒸汽喷射压缩器，在这类喷射器中，蒸汽或气体作为工作介质或引射介质。

在压缩器中，工作流体的膨胀比是很大的，在压缩器之前工作和引射流体的压力比比临界压力要大好多倍。

这类喷射器所能建立的压缩比通常是在2.5≥P
E /P
H
≥1.2的范围内，用来提
高废汽压力；用来提高官网中的气体压力等就属于这类喷射器。

2）大膨胀比和大压缩比喷射器，这类喷射器通常用在要求保持很高真空的装置上，今后把这类喷射器叫做气体引射器或蒸汽引射器。

在引射器中，工作流体的膨胀比也是很大的；在引射器前工作流体和引射
流体的压力比P
P /P
H
也是比临界压力比大很多倍，这类喷射器所能建立的压缩
比：
Pc/P
H
≥2.5
3）大膨胀比和小压缩比喷射器。

今后把这类喷射器叫做气体喷射器或蒸汽喷射器。

在这类喷射器中，蒸汽或气体作为工作介质和引射介质。

二、工作条件：
工作流体和引射流体都为饱和水蒸汽。

工作流体在拉伐尔喷管中加速形成高速喷射流，在吸收室里形成低压。

引射流体进入引射器的吸收室后在工作流体的作用下加速，两股流体在混合室里逐渐形成单一均匀的混合流体，经过扩压管减速压缩达到一定的背压。

三、系统简图
四、喷射系数的确定
引射介质的压缩比Pc/PH>2.5的喷射器叫气体引射器。

在这样的压缩比情况下，锥形混合室是最合适的。

根据已知条件，求出引射器的引射系数。

工作和引射器的参数是给定的：PP=0.6Mpa ；tp=160℃；
vp=0.3166m^3/kg ；ip=2759KJ/Kg ；PH=32000Pa ；
tH=71℃ ;vH=4.92m^3/kg ; iH=2627KJ/Kg ; Pc=102000Pa ; 饱和蒸汽：
kp=kH=KC=1.13 ; 带锥形的混合式引射器取入口截面比出口截面大一倍（β
=2）；引射流体达到临界速度的截面面积比u=1.35
计算工作和引射流体的临界速度：
根据给出的数值
053
.0
600000
/
32000
/
π
PH
=
=
=
P
H
P
P
在气体动力函数表上查得λpH=2.18，qpH=0.2535
给定λc3=1时qc3=1，Πc3=0.579，用公式计算（uπp）2值
用公式计算qH2
在气体动力函数表上查得相应的数值λH2=0.375 , πH2=0.93 , πC2=0.292
在所取得λc3值的条件下用公式计算u 值：
367.091.0)375.0812.01333.2(1
14.118.2834.0θ)(333
.22
569.01579.013.1]})93
.0579.0()32000102000(
1[93.0)12(5.02{292.0579.032000
1020009
.01β
π]})ππ()(
11)[1-0.5(β-β{ππ114
.12
2535.01579.013.1]}
)93
.0579.0()32000102000(1[93.0)12(5.02{10200032000579.0600000
102000
9.01β
π]})ππ()(1[1)π-0.5(β-β{π122343
315
.05.023*5
.0H2
C35.0C2C33
45
.05.03*5.0H2
C35.0H2C33
3=⨯⨯-⨯⨯-⨯=
--=
=⨯⨯⨯⨯+⨯-⨯-⨯-+=++-+==⨯⨯⨯⨯+⨯-⨯--
+=+-
+=H C C pH H C H C H
C pH C H C C H
p
C K K K K u q k p p p p K q k p p p p p p K λλλλλϕλϕ 因为得到的值u=0.406>0.367故取u=0.406
表一：带锥形混合室的气体引射器的可达到喷射系数的计算
参数介绍：
PP——工作流体压力(Mpa) Tp——工作流体温度(°C) Ip——工作流体焓值(KJ/Kg) Vp——工作流体比容(m^3/kg) pH——引射流体压力(pa) tA——引射流体温度(°C) iH——引射流体焓值(KJ/Kg) VH——引射流体比容(m^3/Kg) PC——压缩流体压力(pa) GP——工作流体的流量，公斤/秒
GH——引射流体的流量，公斤/秒
Up2——在圆柱形混合室入口截面上工作流体的速度，米/秒
WH2——在圆柱形混合室入口截面上引射流体的速度，米/秒
u3——在圆柱形混合室出口截面上混合流体的速度，米/秒
Pp2——在圆柱形混合室入口截面上工作流体的静压力，牛顿/米^2 Pu2——在圆柱形混合室入口截面上引射流体的静压力，牛顿/米^2 P3——在圆柱形混合室出口截面上混合流体的静压力，牛顿/米^2 p2——工作流体在圆柱形混合室入口截面上所占的面积，米^2
H2——引射流体在圆柱形混合室入口截面上所占的面积，米^2
Ψ2——混合室的速度系数
Ψ1——工作喷嘴的速度系数
Ψ3——扩算器的速度系数
Ψ4——混合室入口段的速度系数
ap*——工作流体的临界速度，米/秒
aH*——引射流体的临界速度，米/秒
ac*——压缩流体的临界速度，米/秒
P ——介质的压力，牛顿/米^2
V ——比容，米^3/公斤
Kv ——工作流体的绝热指数
Kc ——压缩流体的绝热指数
λp2=λpH ——在2-2截面上工作流体的折算等熵速度
λh2——在2-2截面上引射流体的折算等熵速度
λC3——在3-3截面上压缩流体的折算等熵速度
ac*λC3——在扩散器中流体从压力p3等熵压缩到压力pc 时，在扩算入口流体
必须就的速度，米/秒
Π*——临界面上的相对压力
K ——D 绝热指数
五、主要几何参数的确定 1）主要界面积的确定
扩张式喷嘴的临界截面积fp*的大小用流量公式来求得：
混合室的出口截面积f3用fc*来求得：
由于是圆柱形混合室即r f f
3
在个别情况下
所以喷嘴入口截面积fp通常根据输入管道中的速度来确定：
求工作喷嘴的出口面积，即在混合室入口截面2-2流体所占的面积：在混合式入口截面上引射流体所占的截面积：
扩张器出口速度及截面积的确定如下：
2) 轴向尺寸的确定
喷嘴入口直径
m f
d p
p
0238
.0
10
47
.4
4
44
=
⨯
⨯
=
=
-
π
π
喷嘴临界直径
m f
d0049
.0
10
94
.1
4
45
**=
⨯
⨯
=
=
-
π
π
工作喷嘴的出口直径d1：
喷射系数U<0.5,自有流速的长度lc1：
自由流速直径d4用以下公式确定：
混合室直径d3的确定：
由于d3<d4那么工作喷嘴的出口截面离圆柱形混合室入口的距离lc的计算如下; 混合室入口段长度
圆柱形混合室的长度：
扩散器的长度:
六、三级蒸汽引射制冷装置的系统图
七、带扩散器引射器装配图
八、小结
1）由于引射器的计算公式结构复杂，包含众多超越方程。

致使计算具有试凑性质，计算工作量庞大，需要计算机自动计算，特别是自动优化计算，以消除大量的人力投入。

2）构造引射器的完整的全解析型计算系统对于实现其计算机计算。

特别是自动化设计计算是必要的。

3）本文提供的经过改进的计算模型、公式体系、基础数据及其引用公式，概念较清楚、计算较精确，而且具有全解析形态，清楚的建立等截面气体引射器计算机自动优化技术障碍。

在此基础上编写的相应计算程序，将引射器的优化设计工作变的简便准确。

参考文献
1.范作民，轴对称中心引射等截面混合引射器临界状态引射系数的计算1973.7
2.蒸汽喷射制冷设计手册，第十设计院 1972.12
3.喷射器设计手册 1985
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题目：气体引射器结构设计
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起讫日期 2012.10.29―2012.11.09
指导教师职称
教研室主任
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填表说明
1．课程设计（论文）书第一项、第二项内容由指导教师填写，由所属教研室主任审定后下达到学生。

2．课程设计（论文）书第三项、第四项、第六项内容由学生填写，由指导教师审定。

3．课程设计（论文）完成后，与课程设计图纸（论文）、计算书（调研报告）等用专用文件袋装齐亲自交给指导教师，待指导教师确认资料完整后方可。

4．课程设计（论文）完成后，由指导教师评阅，签署评语，并评定学生成绩，由所属教研室主任审查。