水蒸氣噴射泵內部流場結構的數值研究.pdf

1、水蒸氣噴射泵是利用水蒸氣的高速射流攜帶被抽氣體，使被抽容器內獲得一定真空度的一種低真空泵。由于它具有能夠利用工業(yè)余熱或其他低品質熱源進行工作的特點，且采用水，最環(huán)保的物質，作為其工作流體，因此一直受到研究人員的關注。尤其是在日益提倡環(huán)保節(jié)能的當今社會，加強對水蒸氣噴射泵的深入研究顯得更加必要。由于水蒸氣噴射泵的引射效率不高，且內部流動過程的復雜，傳統(tǒng)的理論和實驗方法無法對噴射泵內部流動做出精確描述和測定，在很大程度上限制了噴射泵的發(fā)展。

2、本文采用數值模擬方法，借助FLUENT軟件平臺，通過對水蒸氣噴射泵內部流動的模擬，考察不同操作參數和幾何參數對噴射泵內流場結構的影響規(guī)律，從流場結構變化的角度來研究操作參數、幾何參數與噴射泵抽氣性能的關系，進而確保泵的工作穩(wěn)定性、提高泵的抽氣性能。
　　本文的主要研究工作如下:
　　(1)選用合適的湍流模型及采用合理的求解策略，求得特定幾何參數和操作條件下水蒸氣噴射泵內部流場結構的數值解，并與已知實驗數據比較，驗證數值模擬的

3、正確性，為后續(xù)深入研究奠定基礎。
　　(2)在所得數值模擬結果的基礎上，分析噴射泵內流場結構特點，確定起關鍵作用的激波-混合層、有效區(qū)等局部流場結構的形狀和位置，得出這些結構與噴射泵性能高低的關系。
　　(3)分析操作參數和幾何參數對噴射泵流場結構的影響。
　　(4)分析操作參數和幾何參數的改變對噴射泵臨界背壓的影響。
　　(5)分析自發(fā)冷凝現(xiàn)象對拉瓦爾噴管內水蒸氣超音速流動的影響，進而為預測和評估自發(fā)冷凝現(xiàn)象對

4、噴射泵內流動產生的影響奠定基礎。
　　本文研究工作表明，噴射泵內引射蒸氣和工作蒸氣間的激波-混合層在劃分兩股流體的流動區(qū)域時起到關鍵作用，同時它的形狀為判別泵的工作狀態(tài)和比較不同工況下泵的臨界背壓大小提供了有效途徑;引射蒸氣壅塞狀態(tài)的變化（包括壅塞位置的變化和有效區(qū)截面積的變化）成為噴射泵性能改變的決定性因素;噴管內水蒸氣超音速流的自發(fā)凝結現(xiàn)象對噴管內的壓力場、速度場和溫度場均產生明顯影響。
　　本文通過對噴射泵內部流場結構