蒸汽喷射器效率优化方法及CFD分析.pdf

第55卷第2期
汽轮机技术
2013年4月
TURBINE TECHNOLOGY
Apr.2013
蒸汽喷射器效率优化方法及CFD分析
何垚,孙溢璠2,杨建明2
(1河南省电力勘测设计院,郑州450007;2东南大学能源与环境学院,南京210096)
摘要;利用动量定理对蒸汽喷射器效率计算公式进行推导,得出蒸汽喷射器效率与喷射系数及混合速比的关系式。
并利用CFD数值模拟方法,对不同的喷射器效率改进设计方法进行计算模拟研究。结果表明,在同等入口及出口
参数条件下,对蒸汽喷射器结构参数的改进,可以提高喷射系数及喷射器效率。
关键词:喷射器;数值模拟;效率;礦嘴
分类号:TM243.3
文献标识码:A
文章编号:1001-584(2013)02-0093-03
Steam Ejector Eficiency Optimization Method and CFD Analysis
HE Yao, SUN Yi-fan", YANG Jian-ming
(1 Henan Electric Power Survey &Design Institute, Zhengzhou 450007, China
chool of Energy and Environment, Southeast University, Nanjing 210096, China)
Abstract: Derived the efficiency of the steam ejector formula by using the Momentum theorem, and then got the relation
among Injection coefficient Ejector efficiency and mixing speed ratio. Then, a CFD method was applied to investigate the
performance of steam ejector with a different nozzle. The results indicate that the injetion coefficient and ejector efficiency
could be improved through structure parameter optimization
Key words: ector; numerical simulation; efficiency; spray nozzle
的成果,但是缺陷也是显而易见的。首先,对于变更喷射器
0前言
结构参数后,喷射器性能改良的机理,都没有给出准确详实
的阐述;其次,蒸汽喷射器性能参数之间,尤其是喷射系数和
蒸汽喷射器因为其结构简单、运转可靠、建造维修费用工作效率之间的相互制约影响,也没有完整的研究。为了解
低廉等优点,在实际生产中得到了广泛运用。但是事实上,决上述问题,本文严格推导了喷射器喷射系数和工作效率间
由于蒸汽喷射器的实际工作过程有着较大的不可逆性,与传的制约关系,并采用CFD分析方法,对现有优化喷射器效率
统的沆体输送泵相比,存在着效率较低的问题,因此,喷射器的方法进行了模拟计算分析,结合计算结果对效率改良的原
的使用范围受到了一定程度的限制。
因进行了深人讨论。
蒸汽喷射器的效率优化,主要集中在两个方面:ー是工
作参数的优化,二是结构参数的调整们。 Hedge等人通过实1蒸汽喷射器工作原理及效率分析
验测量等手段,针对喷嘴造型的变更对喷射器性能的影响进
行了研究,结果表明,单纯依靠改进喷嘴造型对喷射器的性1.]蒸汽喷射器工作原理
能并无太大影响?。 Nahdi等人则研究了混合室直径与喷嘴
蒸汽喷射器主要由喷嘴、吸入室、混合段、喉管和扩压管
喉部直径之比的改变对喷射器性能的影响,结果表明,在固组成,如图1所示。其工作原理是高温高压的工作流体进人
定的操作工况下,通过变更直径之比,喷射器的喷射系数会
喷嘴,并在喷嘴中经过膨胀降压,把压力能转为动能后,从喷
发生改变,并且存在着使喷射系数最大的最优比值。邢桂嘴喷出进入吸入室,并且由于喷嘴中的降压作用,在喷嘴
菊、李文忠?等人研究了在喷射器结构参数固定的情况下
”口处会出现局部低压从而吸人引射流体,之后混合蒸汽经过
改变喷嘴在吸人室的位置对喷射器性能的影响,结果表明,
在同等工况条件下,在一定范困内改变喷嘴在吸人室的位置混合段和喉管充分混合后,经由扩压管减速增压而出。影响
吸入室
会提高喷射器的效率。祝金丹、桑芝富等人通过CFD的
混合段
喉管
す压管
混合
数值模拟计算,研究了在普通喷嘴后加裝整流管对喷射器性
体
流体
能的影响,结果表明,在同等条件下,加装整流管的喷射器流
体流动更加稳定,并且在一定的出口压力条件下,喷射系数
比普通喷嘴的喷射器喷射系数提高了30%左右。
↑引射流体
现有关于提高喷射器效率的研究虽然已经取得了相当
图1菾汽喷射器结构简图
收稿日期:201209-29
作者简介:何垚(1988-)男,汉族,硬士,从事火力发电厂热机专业设计。