两相喷射器喷嘴距的优化设计及CFD分析

摘要：

结合湍流射流发展规律,本文提出一个两相喷射器喷嘴距的设计方法:在给定引射流量下,当射流外边界的半径增长至混合段半径时,射流行进的距离为最优喷嘴距.利用数值模拟对比喷嘴距分别为3、5、7.5、10、15 mm时两相CO2喷射器性能.结果表明:喷嘴距为5 mm时射流发展正好符合上述设计条件,此时喷射器升压性能最优,为0.69 MPa,相对15 mm时提升46.8％.对比引射腔内不同截面上的射流速度分布可知:当喷嘴距大于最优值时,引射腔内的射流外边界将超过混合段半径,一部分射流无法进入混合段,引射腔的壁面附近形成涡流区,导致射流动能耗散,升压性能下降;当喷嘴距小于最优值时,引射过程在混合段内完成,混合段有效长度减小,升压性能比最优时下降1.5％.根据射流速度分布特性,结合本文案例拟合了最优喷嘴距的关联式,预测结果与CFD相差4.2％,可用于优化设计时预估最优喷嘴距.

关键词：喷射器、喷嘴距、优化、射流

所属期刊栏目：43

分类号：TB61+1;TB657.5(制冷工程)

资助基金：国家自然科学基金51776119

在线出版日期：2022-04-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：39-45