喷射器内气体动力学参数的设计与计算

    1　引言

　　喷射器在电力、石油化工和供热工程等许多方面有着广泛的用途,因此对喷射器的特性进行研究,无论对其设计还是应用都有着十分重要的意义。

　　根据不同的用途,喷射器可以分为气体喷射压缩器、气体引射器、喷射泵等多种形式,图1给出了气力输送喷射器的原理图。其基本过程是:固体物料通过漏斗进入喷射器的接受室2,以很高的速度从工作喷嘴1流出来的空气拉着物料跟随自己一块前进,并把自己的一部分动能传给它,空气和物料的混合物进入混合室3,在这里发生流体速度场的均衡,并使压力稍有提高,然后这种混合物进入混合器4,在这里使流体压力进一步升高。流体从扩散器出来进入继续输送的管道中。

　　在喷射器的实验和设计的过程中发现,喷射器内部一些参数,如压力、流量、温度等,对喷射器的效率和性能有着很大的影响。本文通过严格的理论计算,得出了喷射器进口压力、出口压力、截面面积等参数之间的耦合关系,并将部分数据绘制成线算图,为喷射器的优化设计提供了便利。

    2　喷射器内参数计算及结果显示

    在目前有关喷射器的文献中,一般都把喷射器的计算状态设为PH=PP1的情况。而在实际的实验或工作中,除了人为的改造,一般的喷射器的物料进口压力和喷嘴出口的压力是不相同的。本文分别对PH=PP1和PH≠PP1进行了分析。文献[1]给出了超临界膨胀比(PP/PH≥1/πP*=1.893)时,气力输送喷器的特性曲线方程式:

式中:T—温度,℃

    P—压力,Pa

    ΔΡ—压力降,Pa

    f—截面面积,m²

    п—相对压力

    λ—折算等熵速度

    γ—比容m2/kg

    ξ—相对密度

    μ—质量喷射系数

    φ—速度系数

    式中下标:

    H—引射流体

    p—工作流体

    c—压缩流体

    p1—喷嘴出口

　　其中:κP=1.4

    P_P=0.6 MPa

    πP*=0.528 3　ζP*=0.634 0

    φ₁=0.95　φ₂=0.875　φ₃=0.9

    γ=κPπP*=0.739 6　s=rζP*=0.468 9

　　上面4个方程式是计算的基本依据,分别对PH=PP₁、PH≠PP两种情况进行探讨,得出的基本数据如表1所示。