引射式喷射器内气液两相流体流动及其应用研究

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引射式喷射技术理论涉及多相流体的流动现象、流体间的传热传质及化学反应,喷射技术与多门学科交叉在一起形成了一门覆盖面大、应用范围广的新学科。由于新技术的不断发展,在各方面的创新应用使它成为了新的研究热点。  本文首先对引射式节水清洗器内气液两相流体混合流动理论机理进行了研究,使用数值计算的方法模拟流场内气液两相流的压力分布、气液两相流流速、流场内的湍动能、气体体积率等参数。从而为探讨如何进一步提引射式节水清洗器性能提供理论依据,同时建立了性能测试试验台,对引射式节水清洗器的性能进行试验研究。试验表明引射式节水清洗器能够稳定的引射外界空气,在实际应用中能够有效节约冲洗用水,引射系数最多可达1.07以上。  作者分析了火电厂热力系统,尤其是在研究低压加热系统后,针对目前火电厂广泛使用的表面式低压加热器存在的弊端,本文应用低压引射原理,研制出一种新型引射混合式低压加热器,能够适用于火力发电厂,取代目前广泛使用的表面式混合加热器。该引射混合式加热器为引射技术在加热领域的新应用,采用引射混合式换热的方式,可以消除传热温差,简化热力系统,同时造价低廉,体积小,占用空间少。  本文设计出了单喷嘴的引射混合式低压加热器,并且建立了试验台。采用试验的方法详细研究了中心喷射蒸汽及中心喷射凝结水两种形式的引射混合式低压加热器的加热特性。试验表明,在选取适当的运行参数条件下,是可以消除凝结水沿抽汽管道进入蒸汽轮机的危险的,同时满足将凝结水加热至除氧器运行的要求。试验获得了不同结构参数的单喷嘴引射混合式低压加热器在不同的运行工况下的引射性能和加热性能。  在参照射水抽气引射器研究成果的基础上,综合单级引射混合加热器的试验成果,为了进一步提高引射系数和加热温度,作者特别设计了双级引射混合加热器。并在试验中比较了单级及双级引射的不同性能。由试验结果可以得出,双级引射比单级引射的效果有所提升。对于衡量引射器性能重要标志之一的引射系数,双级引射是单级引射的2~3倍;在加热性能上,双级引射比单级引射更为稳定,且出口水温较高。在实际火电厂的应用中,蒸汽的压力等参数是由电厂热力系统所决定的,一般不采用提高蒸汽压力的方法来促进加热器性能的提高。在单级引射混合加热不能满足加热要求的情况下,可以采用双级引射加热器,这也说明了增加第二级引射的必要性和合理性。试验验证了背压对出口水温的影响,在高背压条件下工作的引射式加热器出口水温较高,且采用出口背压高的条件,也能够满足在大气式除氧器下进行除氧的要求。  在试验研究的基础上,设计出了专用于卫生洁具的引射式节水清洗器,并推广到年产25万套卫生洁具的生产线上,同时设计的用于环卫洒水车、高压清洗设备上的专用引射式节水清洗器也得到了广泛的运用。  本文还对永荣矿务局6MW发电机组的低压加热器进行了改造,并进行了工业化试验。对于电厂实际应用的大流道的加热系统中,应采用多喷嘴的双级引射混合式加热器。在实际的工业化试验中,采用4喷嘴双级引射式混合低压加热器,试验结果表明,该型加热器能够消除凝结水沿抽汽管道进入蒸汽轮机的危险,能够满足热电厂低压加热系统的要求。  理论分析与试验研究都表明,引射式节水装置及引射混合式低压加热器节能效果明显,为实际应用提供了重要的理论依据和试验积累,有望在实际应用中得到更为广泛的应用。
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