结构参数对大气喷射器性能影响的数值模拟分析

在发 电机 组 中 ， 级水环 真 空泵运 行 时往往 存 在安全 等方 面 的问题 ［ 有 时还 出现振 动超标 、 单 ， 噪音大 、 运 行 电流不 稳定 等现 象． 试验发 现 ， 在单级 水环 真 空泵 前端 加装 一 级 大气 喷 射器 ， 仅 能够 消 除机 组 的 汽蚀 现 不
２ 内蒙 古 工 业 大 学 理 学 院 ， ． 内蒙 古 呼 和 浩 特 ０ ０ ５ ； ． １０ １ ３ 内蒙 古 电 力科 学 院 ， 蒙古 呼 和 浩 特 ０ ０ ５ ） 内 １０ １
摘
要 ： 助 Ｆ ＵＥ 借 Ｌ ＮＴ 软 件 ， 量 研究 了 结 构 参 数 对 大 气 喷 射 器 性 能 的影 响 ， 对 数 值 模 拟 结 果 进 行 了 分 定 并
析 ． 量 研 究 结 果 表 明 ， 构 参 数 对 大 气 喷 射 器 的性 能 影 响显 著 ， 理 设 计 结 构 参 数 对 大气 喷 射 器 性 能 的 发 挥 非 定 结 合 常 重要 ． 值 模 拟 结 果 显 示 ， 气 喷 射 器 喷 嘴 的 最 佳 位 置 应 在 其 出 口截 面距 混合 室人 口截 面 ９ ｍ 处 ． 合 室 的最 数 大 ａ 混
第４ Ｏ卷 第 ３ 期 ２１ 年 ５ ０１ 月
内蒙 古 师 范 大 学 学报 （ 自然科 学 汉 文版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＩ ｎ ｒＭ ｏ ｇ ｌ ｒ ｌＵｎｖ ｒ ｉ （ ｔ ｒｌ ｃｅ ｃ ｄｔ ｎ ｏ ｒａ ｎ ｅ ｎ ｏｉ Ｎｏ ｍａ ｉｅ ｓｔ Ｎａｕ ａ ｉｎ ｅＥ ｉｏ ） ｏ ａ ｙ Ｓ ｉ
象 和 降低 噪音 ， 而且 能 够提 高机组 系统 的真 空度 ． 构参 数 对 大气 喷 射器 的性 能有 显 著影 响 ， 喷 射器 结 ］结 在 构 参 数优 化方 面 ， 爱 国等口 对 喷 射器 内部 流动进 行 了数值 模 拟 ， 别计算 了不 同喉管长 度时 的喷射 器 内部 梁 分
流场 ， 以及 各 种面积 比时的喷 射器 的性 能 ， 定 了喷 射器在 某一 范 围面积 比时的最 优 喉管 尺 寸 ；徐海 涛 等 确 ］ 采 用 有 限体积 法离散 控制 方程 ， 准 ｋｅ 流模 型和 近壁 面处使 用 壁面 函数修 正 的方 法 ， 蒸 汽喷 射真 空 泵 标 —湍 对 的超音 速 混合 过程进 行数 值模 拟 ； 建等口 提 出等 马 赫 数梯 度 设计 的方 法 ， 种 方法 是 利用 改 变 喷射 器 的 郭 这
１ ２ 动 量 守 恒 方 程 ．
丢Ｄ＋ ｒ ） （“ 一ｐ ０ｒ２ 一 （ ）＋ （）专 ｐ ＋ ） ＋ ［ ） １ “ 一３ １ ￣ Ｏ ２・ ］ ５ ｕ ［（ｕ ） ， ｒ２ 十ｖ ＋ Ｏ］ ８ Ｐ十 ｃ ｃ 一 筹 ［（ ） ＋ 一 ＋ ｒ ＋ ］ ， 删 ＋ １ ｒ 一 （ ｖ］２ｖ Ｖ ）Ｊ２Ｆ ［ ２ Ｖ ）一 十 （ ＋ ＋ ２ ・） ２ ・ ０ ， Ｗ 了
其 性能 的影 响 ， 为优化 结构 参数 提供 理论 依据 ．
１ 数值 模 拟 方 程
１ １ 连 续 性 方 程 ．
＋ （“ Ｉ ）＋ Ｄ （ ） Ｊ Ｄ 一 ｏ ， （） １
其中： ｐ是 当地密 度 ；Ｕ ７分别 是 ， ， ３ Ｙ方 向的速 度分 量 ； ｒ分别是 轴 向 、 向坐标 分 量 ； 是时 间． ｚ， 环 ｔ
收稿 日期 ：２ １ － １２ ０ ０１－８
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作 者 简 介 ；王Байду номын сангаас
静 （ ９ ４ ）女 ， １ ６ 一 ， 内蒙 古 巴彦 淖 尔 市 人 ， 套 大 学 副 教 授 ， 要从 事结 构 优 化 设 计 研 究 ， — ｉ ｗａｇｉｇｈ ＠ １ ３ｃ ｒ． 河 主 Ｅ ｍａｌ ｎ ｊ ． ｄ ６ ．ｏ ： ｎ ｎ
Ｖ ｏ ． ０ ＮＯ．３ １４
Ｍ ａｖ ２ １ ０１
结 构 参 数 对 大 气 喷 射 器 性 能 影 响 的数 值 模 拟 分 析
王 静 ，韩 立 夫 ，刘 道 启。 ，王 立 红。
（ ． 套 大 学 土木 工程 学 院 ， 蒙古 巴彦 淖 尔 ０ ５ ０ ； １河 内 １ ０ ０
佳 锥 度 为 ０， 压 器 的 最 佳 锥 度 为 ２ ４ ， 嘴 的最 佳 喉部 直径 为 ｉ ５ ｍ． 。扩 ． 。喷 ． ｃ
关 键 词 ： 气 喷 射 器 ；结 构 参 数 ； 值 模 拟 ；真 空 度 ；引 射 系数 大 数
中 图 分 类 号 ： Ｂ７ ； ６ Ｔ ９ Ｏ ３８ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： ０ １ ８ ３ （ ０ １ ０ － ２ ３ ０ １ ０－ ７ ５ ２ ｌ ）３ ０ ４ － ３
壁 面结 构 ， 流体在 喷射 器 内较 均 匀地通 过 ， 使 避免 速度 的变 化 和激波 的产 生 ， 喷射 器的效 率得 到 了提高 ． 使 数
值 模 拟结果 表 明 ， 几何 参 数 的改变极 大地 影 响着 波系 结构 ， 一定 的设计 工 况下 ， 在 总存 在一 个 最佳 的面 积 比 及 一个 最优 的相 对位 置 与最大 引射 系数 对应 ， 混合 段 的锥度 在一 定范 围内对 喷 射器性 能无 显著 影响． 文 在 本 前 人 的研究 基础 上 ， 利用 Ｆ ＵＥ Ｌ ＮＴ软件 ， 立 了 大气 喷 射 器 结构 参 数 二维 轴对 称模 型 ， 建 研究 了结 构 参 数对
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第 ４ 卷 ０
其 中： ｌ Ｖ・ ， 一 ＋ ＋ ； 是漩 涡速 度 ， 是 分子 黏性 系数 ；Ｆ ， ｒ 训 Ｆ 分别 是作 用 在流 体微 团上 体 积力 的 ， 方 向分量 ． ｒ