[发明专利]一种接受室为缩放喷管的喷射器

说明书

技术领域

本发明属于流体机械技术领域，尤其是涉及一种接受室为缩放喷管的喷射器。

背景技术

喷射器是通过消耗一定的高压流体来引射低压流体，两股流体混合后产生介于高压与低压之间的具有中间压力流体的装置，因其具有设备结构简单、体积小、成本低、运行可靠等优点，广泛应用于物料输送、海水淡化、制冷、除湿除味等工业和民用领域，现有的喷射器一般由工作流体喷嘴、接受室、混合室和扩散器四个部分组成。其工作原理为，高压的工作流体进入工作流体喷嘴进行绝热膨胀，并在喷嘴出口处形成低压高速流后进入混合室；引射流体在工作流体出口低压的作用下，在接受室中绝热膨胀后进入混合室；混合流体的速度分布在混合室入口处有较大的不均匀性，随着混合流体在混合室中的流动，速度分布逐渐均衡；在混合室中通常会产生激波，混合流体速度降低，压力升高；在扩散器中混合流体流速进一步降低，压力升高，达到所需的出口压力参数。喷射器出口混合流体的压力与引射流体入口压力的比值称为压缩比，是衡量喷射器性能的重要参数。

在喷射器中，引射流体和工作流体不仅在不同速度、温度、压力下混合，混合流体在混合室内通常还会产生激波。因此，喷射器内流体的流动过程为不可逆过程，经过计算表明，喷射器中引射流体和工作流体在不同速度下的混合过程以及混合室中产生的激波现象，是喷射器中不可逆损失的主要来源。在喷射器中，工作流体在工作流体喷嘴中绝热膨胀，根据伯努利方程，压力势能转化成动能，其速度和压力是由工作流体入口状态和引射流体混合前的压力决定的，而现有喷射器引射流体在混合前的压力最低只能到达临界压力，即达到极限工况，因此，低压的工作流体与高压的引射流体的混合过程伴有较大的能量损失；其次，工作流体由于膨胀充分， 从工作流体喷嘴出口的温度很低，而引射流体混合前温度最低只能到达临界温度，因此，低温的工作流体与相对高温的引射流体的混合过程伴有较大的能量损失；混合室内部的激波现象也导致较大的能量损失。本发明就是为解决上述问题而提出的。

发明内容

本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供了一种接受室为缩放喷管的喷射器，使引射流体与工作流体混合时的速度达到超音速，压力降得更低，温度降得更低，减少混合时由于过大的速度差、压力差和温度差引起的损失，并且通过采用混合室锥形段、混合室橄榄形段和扩散器，消除激波损失，提高喷射器效率。

一种接受室为缩放喷管的喷射器，包括带有工作流体入口的工作流体喷嘴，带有引射流体入口的接受室，以及与所述工作流体喷嘴和接受室同时连通的混合室；所述接受室与混合室连通的部分为缩放喷管结构。

作为优选，所述接受室包括：

带有所述引射流体入口的本体腔；

与本体腔连通且呈流通面积沿流体流动方向逐渐扩大设置的出口端；

所述本体腔内设有流通面积沿流体流动方向逐渐缩小的预缩口，该预缩口的小口端与所述出口端的小口端通过平滑的弧形过渡段连接；所述预缩口和出口端构成所述的缩放喷管结构。

上述喷射器的工作过程为：高压的工作流体通过工作流体入口进入工作流体喷嘴，在工作流体喷嘴内绝热膨胀，流体的压力势能转化成动能，在工作流体喷嘴出口处形成低压。引射流体在工作流体喷嘴出口低压的作用下，通过带有缩放喷嘴的接受室达到超音速，在混合室入口开始与工作流体混合。两股流体在混合室中通过动量交换，逐渐达到共同速度，通过产生激波，速度降低，压力升高，在喷射器出口处达到所需要的出口压力参数，以此实现提升引射流体压力的作用。

为了进一步提高喷射器的能量利用效率，作为优选，所述混合室的入口端设有流体流通截面积沿流动方向逐渐变小的混合室锥型段；所述接受室通过混合室锥形段与混合室相连通。

其工作过程为，工作流体喷嘴出口与接受室出口的超音速流体同时进 入混合室锥形段入口，混合后的超音速流体在流道面积沿流动方向逐渐缩小的混合室锥形段中速度下降，压力上升，并进入混合室继续完成工作流体与引射流体之间的动量传递过程，在喷射器出口处得到所需要的出口压力。

作为优选，所述混合室的入口端设有流体流通截面积沿流动方向先逐渐变大然后逐渐变小的混合室橄榄形段；所述接受室通过混合室橄榄形段与混合室相连通。

其工作过程为，工作流体喷嘴出口与接受室出口的超音速流体同时进入流体流通截面积沿流动方向先逐渐变大然后逐渐变小的混合室橄榄形段入口，混合后的超音速流体在混合室橄榄形段中速度下降，压力上升，完成工作流体与引射流体之间的动量传递过程，在喷射器出口处得到所需要的出口压力。