蒸汽壓縮制冷循環(huán)中噴射節(jié)流裝置的理論研究.pdf

1、隨著制冷技術(shù)應(yīng)用的日益普遍化以及能源的短缺化，人們對(duì)制冷技術(shù)的節(jié)能要求也越來(lái)越高。眾所周知，在蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)中，從冷凝器出來(lái)的高壓制冷劑通過(guò)節(jié)流閥后，使得這部分壓力能白白損失掉了。壓縮噴射制冷循環(huán)系統(tǒng)以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可回收一般節(jié)流裝置所引起的節(jié)流損失而逐漸受到關(guān)注。 射流泵是壓縮噴射式制冷循環(huán)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵部位。設(shè)計(jì)和運(yùn)用射流泵的相關(guān)的理論依據(jù)是它的基本方程h=f(m、q，γ)，是研究射流泵壓力、流量和幾何尺寸之間的關(guān)系，它反映了泵內(nèi)

2、能量變化及各主要部件(噴嘴、喉管、擴(kuò)散管和喉管進(jìn)口段)對(duì)性能的影響，其它三個(gè)方程(汽蝕、最優(yōu)參數(shù)、裝置性能)都和它有關(guān)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)它的研究，一般通過(guò)兩種不問(wèn)的途徑。第一種是根據(jù)一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)資料，利用統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)方法，求出計(jì)算公式，這些方程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于計(jì)算。但是它們無(wú)法闡明射流泵主要部件與性能的依從關(guān)系，而且受實(shí)驗(yàn)條件的限制，因此缺乏普遍的指導(dǎo)作用。第二種是根據(jù)射流泵的邊界條件，運(yùn)用流體力學(xué)基本定律導(dǎo)出理論方法，并通過(guò)一定數(shù)量的試驗(yàn)資料

3、確定方程中流速系數(shù)(阻力系數(shù))。在推導(dǎo)方程時(shí)，部分學(xué)者如丁·高斯拉(Gosline)等把管內(nèi)流動(dòng)簡(jiǎn)化為一元流，并對(duì)射流泵喉管進(jìn)出的斷面，采取與實(shí)際情況不完全符合的假定，所以這些方程是不全面的，因而在一定程度上限制了它們對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)作用，并且這些方程表達(dá)方式各不相同，各學(xué)派理論之間互不聯(lián)系。另一部分學(xué)者如B.J.希勞(Hill)利用二元流的方法，對(duì)射流泵基本性能進(jìn)行研究，取得一定進(jìn)展，但是由于沒(méi)有導(dǎo)出它的解析式，所以在實(shí)踐運(yùn)用上，還存在不

4、少問(wèn)題。 本文基于射流泵基本理論，打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，采用優(yōu)化設(shè)計(jì)理念，著重對(duì)壓縮噴射式制冷系統(tǒng)中的主要部件——射流泵進(jìn)行了分析研究，建立針對(duì)液氣－氣射流泵內(nèi)流動(dòng)過(guò)程的物理模型、數(shù)學(xué)模型。推導(dǎo)了氣－液噴射器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和可達(dá)工作狀態(tài)數(shù)學(xué)表達(dá)式。通過(guò)推導(dǎo)極限噴射系數(shù)方程、噴射系數(shù)方程，確立了目標(biāo)函數(shù)方程式，建立了噴射泵的計(jì)算模型，確定了噴射系數(shù)優(yōu)化算法，并進(jìn)一步確定了主要徑向尺寸、軸向尺寸及各橫截面面積比計(jì)算公式。在所進(jìn)行的射流泵的對(duì)比