結構和操作參數(shù)對氣波引射器性能的影響.pdf

1、氣波引射器是一種利用壓力波的傳播來實現(xiàn)高低壓氣體能量交換的增壓設備，具有結構簡單、能耗低、可帶液操作以及等熵效率高等優(yōu)點，在不同地層壓力天然氣的開采以及集輸系統(tǒng)中具有重要實用價值及前景。開展對氣波引射器的研究有助于改進其性能，以實現(xiàn)在天然氣工業(yè)上的應用。目前國內對壓力交換技術及氣波引射器研究較少。本文通過數(shù)值模擬以及實驗研究等手段，研究結構參數(shù)和操作參數(shù)對氣波引射器性能的影響，并根據(jù)一維理論及數(shù)值模擬設計加工靜態(tài)引射器，對二者進行實驗對

2、比。
　　本研究主要內容包括：⑴建立氣波引射器的二維數(shù)值模型，并以此為基礎研究隔板厚度和通道寬度對性能的影響;建立單管數(shù)值模型，考察介質分別為空氣和甲烷時不同膨脹比下激波的傳播速度，并根據(jù)端口尺寸與波系的匹配關系以及介質為空氣時各端口尺寸，得到介質為甲烷時不同中壓壓力下各端口尺寸。⑵建立氣波引射器實驗系統(tǒng)，在設備抽射率為零時研究轉速和偏轉距離對低壓端口處真空度的影響，并得到該種工況下設備的性能圖;研究通道寬度對性能的影響，發(fā)現(xiàn)當通

3、道寬度由8mm增大為12mm時等熵效率最大提高約6％;對通道漸開過程進行數(shù)值模擬研究后發(fā)現(xiàn)，漸開損失隨著相對開啟時間的減小而減小，流動損失隨著通道寬度的變大而減小，當通道寬度為12mm時二者損失之和最小，與實驗結果吻合。⑶對靜態(tài)引射器進行一維理論分析及優(yōu)化設計，以此為基礎設計加工具有可調可換特征的靜態(tài)引射器，并對其進行實驗研究，得到混合壓力和高壓噴嘴距離對設備性能的影響。將氣波引射器與靜態(tài)引射器在相同工況下的實驗結果進行了對比，發(fā)現(xiàn)在膨