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2016/5/5 11:22:14来源:网络点击数:322次
喷射器是利用从喷嘴(1384规格7223)喷出的高速介质,吸引并带动另一种介质运动的装置。在这种装置里,不同压力的两股流体相互混合,并发生能量交换,形成一般居中压力的混合流体。提高流体的压力而不直接消耗机械能是喷射器的根本特点,由于喷射器结构简单,维修费用少,对被抽介质无严格要求,加之抽气量大,工作压力范围宽,因此在国外石油化工、冶金和制冷等领域得到了广泛应用。
一.喷射器结构特点
喷射器一般由喷嘴、吸入室、混合管、喉管和扩散管五部分构成,在喷射管器内,高压流体通过喷嘴(1384规格7223)将其压力能转变为动力能,在喷嘴的出口形成低压区卷吸低压流体,进入混合管后形成单一均匀的混合流体,此混合流体扩散管的降速增压之后被排出喷射器外。
尽管喷射器结构简单,在实际生产中应用广泛,但是由于喷射器内部流场非常复杂,以及喷射器内部气流的碰撞,粘性干扰、超音速流动、分离涡、激波等物理现象的综合作用,使得研究及提高其喷射效率的难度很大,目前仍主要依赖实验及一些半经验公式对其进行设计分析。今年,随着计算流体力学和电子计算机的发展,使得用数值方法研究喷射器内部流场和变工况特性成为了可能。
在石灰生产工艺中,生石灰在石灰窑内经过1000~1100℃高温煅烧后生成熟石灰,此反应为吸热反应,煅烧过程需要燃烧系统提供大量的热量。而喷射器是燃烧系统中一个非常重要的装置。采用喷射器,可以利用高压空气将厂内富余的高温空气抽吸至燃烧室参与燃烧,同时提高了高温空气进入燃烧室的压力,克服了普通输送装置所面临的高温和高压问题,达到节能减排,提高能量利用率的目的。
二.数值模拟结果与分析
1. 改造前喷射器负责为燃烧系统提高助燃空气,炉内为微正压,喷射器的原始结构参数为该厂石灰窑设计单位提供的数据。因此本文先对喷射器的原始结构在出口压力为0Pa时的工作性能进行模拟。
2. 模拟结构验证
喷射器的喷射效果以喷射系数来衡量,其含义为在一定操作条件下,单位工作流体通过喷射器时能抽吸的引射流体量,在数值上等于引射流体的质量流量与工作流体质量流量之比。
三.改造后喷射器模拟结果与分析
在喷射器的使用过程中发现,原始结构的喷射器在出口压力较低的工况下,其喷射系数不如其他结构的喷射器高,因此有必要在原有结构的基础上,依据喷射器工作原理和设计计算方法对喷射器进行改造,寻找在较低出口压力的工况下喷射器的较优结构参数。
三种喷射器的喷射系数均随着出口压力的增加而下降,出口压力对喷射器的喷射效果影响很大。喷射器只能在一定的背压范围内工作,一旦超出这个范围,就可能导致设备工作条件恶化而无法工作。
在相同的进出口压力条件下,喷射器出口速度越大,其喷射系数越大。
四.结论
在不同结构和出口条件下喷射器的流场特性及工作特性,结果表明。
1. 出口压力对喷射器的喷射效果影响很大,且喷射器只能在一定的背压范围内工作,一旦超出这个范围,就可能导致设备工作条件恶化而无法工作。
2. 相同进出口压力条件下,高速射流的射程越大,并不代表该结构的喷射能力越强。
3. 相同进出口压力条件下,喷射器出口速度越大,其喷射系数越大,喷射能力越强。
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