喷射器是一种利用高压流体来卷吸、混合低压流体的升压装置,其具有结构简单、无运动部件、可利用低品位能源等优点,广泛应用于石油化工、航空航天、制冷供暖等领域。当前喷射器轴向尺寸主要由实验数据总结出的经验公式计算,但经验公式往往存在一些问题与不足。而喷射器内超音速流动会导致激波等不可逆过程,对喷射器的性能造成影响。在此基础上,本文提出了新的喷射器结构设计方法,并对激波特性进行分析。本文从气体动力学理论出发,以实际流体为基础并考虑喷射器内部流体混合过程中的摩擦损失,建立改进的一维混合模型并提出了一种基于范诺流的混合室长度计算模型。利用该模型计算了喷射系数、喷射器出口压力、出口温度以及混合室的长径比,并且计算值能较好的契合实验数据,证明了计算模型的可行性,同时对喷射器不同工作参数、结构参数之间的关系进行了分析。以实际流体为基础,考虑扩压室内部混合流体流动的摩擦损失以及截面积的变化,提出了一种扩压室结构计算模型。利用该模型计算了喷射器出口压力、出口温度以及扩压室结构,并且计算值与实验值误差处于合理范围内,验证了计算模型的可靠性,同时对扩压室结构与膨胀比及其他结构参数之间的关系进行了分析。针对喷射器内部流体超音速流动引起的激波现象,根据激波的成因和特性分别建立计算混合室最大长度的数学模型及激波计算的数学模型,探讨了喷射器的工作参数、结构参数、工质对混合室最大长度、长径比及激波特性的影响规律。为不同条件下,喷射器内激波位置、强度的确定及消除、控制提供了一定帮助。为提升喷射器的性能,在单级喷射器之后加装第二级喷射器构成两级喷射器,并建立了两级喷射器的一维混合模型。基于该模型分析了喷射器的工作参数、结构参数、工质对两级喷射器的喷射系数、性能系数的影响规律,为喷射制冷系统获得最佳性能提供了参考。同时指出应根据喷射器工作的具体要求合理选择所使用的工质。