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在全球工业化的进程下,自然资源与人类社会经济的快速发展的矛盾愈演愈烈,尤其是化石能源,其可用量远不能满足工业的需求;因此,高效地利用可再生能源成为各国学者研究的热点,包括一些可利用低品位能源的装置。喷射器就是一种利用高压流体抽吸低压流体的流体混合机械。喷射器结构简单,但其内部的流动过程非常复杂,实验研究难度较大。本文主要从理论设计计算和CFD数值模拟两方面对喷射器进行研究,旨在提高喷射器的喷射系数,找出最优的喷射器结构,从而降低工作流体消耗量,节约能源,并为喷射器的设计提供指导意义。本文对比研究了多种气体喷射器和蒸汽喷射器的设计方法,发现《蒸汽喷射器计算》(设计方法三)适用于工作流体为蒸汽,引射流体为蒸汽或含蒸汽的混合气体;《喷射器》(设计方法一)侧重于工作流体和引射流体为气体或过热度较大的蒸汽;《SH/T3118-2000》(设计方法二)适用于蒸汽引射化工混合气的喷射器设计,当被抽吸气体中水蒸汽含量较大时计算偏差较大;《真空设计手册》(设计方法四)的算法过于粗糙,忽略对工质物性的考虑,可参考性较小。由于喷射器内部的复杂流场使得实验研究难度较大,因此本文研究了喷射器的混合室锥形段长度(Lk1)、喷嘴位置(NP)以及混合室喉部直径(D3)等对喷射器性能的影响并分析了其影响规律;结果表明:在给定设计工况下,各结构理论计算值分别为:Lk1为80mm,NP为Omm,D3为18mm;结合数值模拟结果找到各结构的最优值,分别为:Lk1为40mm,NP为13mm,D3为21mm。在最优结构下,喷射系数有了较大提高。此外,还分析了各结构对喷射器性能的影响规律:Lk1过大会增加流动阻力,过小则导致两股流体无法混合均匀;同时Lk1还受工作流体压力(Pp)影响,Pp越大,Lk1越大。NP对喷射器的影响和喷射器种类相关,对大膨胀比和大压缩比的喷射器来说,NP对喷射器的影响较为灵敏,最优范围较小,而对于小膨胀比和小压缩比的喷射器来说,NP的最优范围较大。D3对喷射器性能影响很大,D3增大可使喷射系数显著增加,但D3过大会导致喷射器无法正常工作。