基于CFD的水噴射泵的數(shù)值模擬研究.pdf

1、水噴射泵具有工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用安全方便、尤其是在高溫、高壓、真空和輸送有毒、易爆、易燃和放射性物質(zhì)的場(chǎng)合，更具獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。但水噴射泵存在效率較低及在用作真空泵時(shí)其極限真空度受到工作液體汽化壓力限制的缺點(diǎn)。因此，深入研究水噴射泵的工作機(jī)理、提高泵的性能和工作效率具有重要意義。本文在已有射流泵及氣液兩相流研究的基礎(chǔ)上，分析了水噴射泵的工作機(jī)理，采用CFD數(shù)值模擬的方法來研究水噴射泵不同幾何結(jié)構(gòu)和不同操作參數(shù)對(duì)射流泵性能的影響，主要研究

2、內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)對(duì)氣液兩相數(shù)值模擬研究所涉及的數(shù)學(xué)模型、數(shù)值求解方法、水噴射泵性能進(jìn)行了研究、分析和總結(jié)。
　　(2)建立了水噴射泵的三維幾何模型，采用結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化復(fù)合網(wǎng)格將計(jì)算域進(jìn)行結(jié)構(gòu)離散，采用多相流模型進(jìn)行數(shù)值模擬。
　　(3)通過將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的適用性。采用CFD方法，分別模擬了射流泵不同幾何結(jié)構(gòu)參數(shù):混合段長(zhǎng)度、喉嘴距離、喉嘴面積比，噴嘴出口形狀和操作水壓下的射

3、流泵內(nèi)部流動(dòng)，并對(duì)所得的結(jié)果進(jìn)行分析，得出的結(jié)論對(duì)了解水噴射泵內(nèi)部流動(dòng)與混合特性、提高泵性能和抽氣效率具有實(shí)際意義。
　　本文研究工作表明:喉嘴距、喉嘴面積比、喉管長(zhǎng)徑比對(duì)水噴射泵的工作效率都有一定的影響，對(duì)于不同結(jié)構(gòu)射流泵，存在效率較高的喉嘴距范圍、喉嘴面積比范圍和喉管長(zhǎng)徑比的范圍。
　　噴嘴形狀對(duì)液體射流影響較大，在低的工作水壓下，選用圓形截面噴嘴能達(dá)到更好的抽氣效果;在出口速度相同的情況下，正三角形和正方形截面噴嘴射流