新型旋流引射喷嘴数值模拟及结构优化

提出并设计了一种应用于喷雾冷却塔的新型旋流引射喷嘴,利用Fluent软件对喷嘴内部流场进行两相流数值模拟,并实验测量了不同压力下的进水流量和引射空气流量,实验数据与模拟结果具有较高的吻合度,最大相对误差低于10%,验证了数值模拟的准确性。随后利用该方法得到了不同结构参数下喷嘴内部流场的仿真值,重点研究了旋流片螺旋升角、混合管直径和长度以及扩散管长度对喷嘴空气引射性能与流动特性的影响规律,从而对喷嘴结构进行优化。模拟结果表明:为使喷嘴取得最佳的引射性能,同时保证较大的出口速度,旋流片螺旋升角的最优取值范围为35°—45°,混合管直径为2.5—3倍喉嘴直径d,混合管长度为(4.5—7)d,扩散管长度为(1.5—4.5)d。

气井中旋流式引射器性能影响因素研究

针对天然气开采过程中串联高压井抑制低压井产气的问题,提出了旋流式天然气引产工艺,利用高压井天然气对低压井进行引产作业,提高产气量。采用数值模拟方法探究螺旋叶片结构参数对引射器内部流场的影响规律。研究发现,在给定工况参数下,改变有旋引射器螺旋叶片的结构参数对引射系数的影响并不大;改变高压入口压力值对有旋引射器的引射性能存在较大的影响。控制螺旋叶片数量为3,导程为200 mm,径向厚度为20 mm时,在压力为221.3~281.3 kPa时,引射系数均高于0.5。其中,压力为281.3 kPa时,引射系数达到峰值0.558,引射性能达到最佳。流体介质存在杂质颗粒时,有旋引射器能够在保证引射性能的情况下缓解颗粒沉积。

新型旋流喷射式真空泵及其工作特性的研究

针对喷射式真空泵工作过程存在吸入性能差、引射效率低等问题,提出了一种新型旋流喷嘴,进而得到新型旋流喷射式真空泵。该喷嘴在工作流体入口处采用切向入旋和顶部导向元件加旋,可以通过顶部导向元件来微调喷嘴的旋流引射强度;利用数值模拟分析了新型旋流喷射式真空泵内部的流场变化规律。相比于常用的自由射流,所提出的旋流喷嘴具有出口紊流程度高,卷吸能力更强的特点;旋流引射优于普通自由射流,并且随着工作流体压力的增大这种优势更明显。