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。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... 

【文章來源】：東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引論
    1.1 水蒸氣噴射泵原理
    1.2 噴射泵的理論和實驗研究狀況
    1.3 噴射泵的數值模擬研究狀況
    1.4 課題的提出和研究的內容
第2章 噴射泵CFD建模與模型驗證
    2.1 CFD簡介
    2.2 CFD與其他流體分析方法的關系
    2.3 CFD基本原理
    2.4 必要的假設
    2.5 控制方程
    2.6 湍流模型
    2.7 流體屬性
    2.8 幾何建模和網格劃分
    2.9 邊界條件設定
    2.10 數值模擬及模型驗證
        2.10.1 數值求解方法
        2.10.2 模型驗證
第3章 噴射泵內流場結構的劃分
    3.1 噴射泵內流動區(qū)域的劃分
    3.2 激波-混合層位置的確定
    3.3 引射蒸氣流道結構分析
    3.4 壅塞及引射蒸氣的能量交換過程分析
第4章 操作參數對噴射泵流場結構的影響
    4.1 背壓對噴射泵內部流場結構的影響
    4.2 引射蒸氣狀態(tài)對噴射泵內部流場結構的影響
    4.3 工作蒸氣狀態(tài)對噴射泵內部流場結構的影響
第5章 幾何參數對內部流場結構的影響
    5.1 拉瓦爾噴管出口位置(NXP)對流場結構的影響
    5.2 噴射泵混合室形狀對流場結構的影響
    5.3 噴射泵喉部形狀對流場結構的影響
        5.3.1 喉部長度對流場結構的影響
        5.3.2 喉部直徑對流場結構的影響
第6章 操作參數和幾何參數的變化對臨界背壓的影響
    6.1 工作蒸氣狀態(tài)的變化對臨界背壓的影響
    6.2 引射蒸氣狀態(tài)的變化對臨界背壓的影響
    6.3 NXP值變化對臨界背壓的影響
    6.4 混合室漸縮段傾角變化對臨界背壓的影響
    6.5 喉部形狀變化對臨界背壓的影響
        6.5.1 喉部長度變化對臨界背壓的影響
        6.5.2 喉部直徑變化對臨界背壓的影響
第7章 噴管內自發(fā)凝結現象的研究
    7.1 數學模型
        7.1.1 液相質量分數傳遞方程
        7.1.2 液滴數密度傳遞方程
        7.1.3 蒸氣狀態(tài)方程
        7.1.4 湍流模型
    7.2 數值模擬
    7.3 理想氣體模擬與濕蒸汽模擬結果比較
第8章 結論和展望
    8.1 結論
    8.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文



本文編號：3428843