引射器
引射器工作原理

引射器工作原理引言概述:引射器是一种常见的燃油系统组件,广泛应用于汽车、飞机和船舶等内燃机设备中。
它的主要功能是将燃油喷射到发动机的气缸中,以实现燃烧过程。
本文将详细介绍引射器的工作原理,包括喷油系统、控制单元、喷油过程、喷油量调节和喷油时间控制等五个方面。
一、喷油系统1.1 燃油供应:引射器通过燃油供应系统获取燃油,并确保其压力和流量满足发动机的需求。
燃油供应系统通常包括燃油泵、燃油滤清器和燃油储罐等组件。
1.2 燃油过滤:引射器的燃油系统中通常设置燃油滤清器,用于过滤燃油中的杂质和颗粒物,以保护喷油器的正常工作。
1.3 燃油调节:引射器的喷油量可以通过调节燃油供应系统的压力来实现。
通常情况下,高压燃油会通过喷油嘴喷射到气缸中。
二、控制单元2.1 传感器:引射器的控制单元通常会接收来自各种传感器的信息,如发动机转速、气缸温度、进气量等。
这些传感器的数据能够匡助控制单元确定喷油时机和喷油量。
2.2 控制算法:引射器的控制单元内置了一套复杂的控制算法,根据传感器数据和预设的参数,计算出最佳的喷油策略。
这些算法通常包括燃油喷射时间、喷油量和喷油模式等。
2.3 电子控制单元(ECU):引射器的控制单元通常由一个电子控制单元(ECU)来实现。
ECU负责接收传感器数据,并根据控制算法的指令来控制喷油器的工作。
三、喷油过程3.1 压力控制:引射器的喷油系统通过调节燃油供应的压力来控制喷油量。
较高的压力可以产生更细的喷雾,有利于燃油的充分燃烧。
3.2 喷油嘴:引射器的喷油嘴通常由多个弱小的喷孔组成,通过这些喷孔将燃油喷射到气缸中。
喷油嘴的结构和喷孔的数量和大小会影响喷油的均匀性和喷雾的细度。
3.3 喷油时间控制:引射器的控制单元根据发动机的工作状态和负载要求,确定喷油的时间和持续时间。
通常情况下,喷油时间会根据发动机转速温和缸温度等参数进行调整。
四、喷油量调节4.1 脉宽调节:引射器的控制单元通过调节喷油的脉冲宽度来控制喷油量。
引射器工作原理

引射器工作原理引射器是一种用于将液体或者气体引入系统的装置。
它通常用于各种工业应用,如石油和化工工艺中的流程控制、实验室设备中的样品引入以及医疗设备中的药物输送等。
引射器的工作原理基于贝努利原理和连通管道的流体动力学。
引射器通常由三个主要部份组成:主体、喷嘴和混合室。
主体是引射器的外壳,通常由金属或者塑料制成,用于容纳喷嘴和混合室。
喷嘴是引射器的核心部份,它负责将高速流体引入混合室。
混合室是引射器内的一个腔体,用于将进入的流体与系统中的其他流体混合。
引射器的工作原理如下:1. 流体进入引射器:当外部流体(称为主流体)进入引射器时,它首先通过主体进入喷嘴。
2. 加速喷嘴:在喷嘴的作用下,主流体被加速并形成高速流动。
这是由于喷嘴的形状和尺寸,以及流体的速度和压力差所决定的。
3. 低压区形成:在喷嘴的出口处,由于流体的高速流动,形成为了一个低压区。
这是根据贝努利原理,当流体速度增加时,压力降低。
4. 辅助流体引入:在低压区形成后,辅助流体(称为次级流体)被引入引射器。
次级流体可以是气体或者液体,它通过混合室的入口进入。
5. 混合过程:当次级流体进入混合室时,它与主流体混合并形成一个混合流。
这个过程发生在混合室内,其中主流体的能量被转移到混合流中。
6. 混合流输出:混合流通过引射器的出口输出到系统中。
混合流的特性取决于主流体和次级流体的性质以及它们的流量比。
引射器的工作原理可以通过以下几个方面的参数来控制:1. 主流体流量和压力:主流体的流量和压力决定了引射器的喷嘴形状和尺寸,以及混合流的速度和压力。
2. 次级流体流量和压力:次级流体的流量和压力决定了引射器的混合室尺寸和混合程度。
不同的次级流体可以产生不同的混合效果。
3. 引射器的几何形状:引射器的几何形状对流体的加速和混合过程有重要影响。
喷嘴的形状和尺寸以及混合室的设计都需要根据具体应用进行优化。
引射器的应用非常广泛。
在石油和化工工艺中,引射器通常用于混合不同的液体或者气体,调节流体的温度、浓度和压力。
引射器工作原理

引射器工作原理引射器是一种用于将液体或气体引入系统中的装置。
它广泛应用于各种行业,如化工、石油、制药和食品等。
引射器的工作原理基于流体力学和质量守恒定律。
下面将详细介绍引射器的工作原理。
一、引射器的基本结构引射器主要由喷嘴、混合室和进口管道组成。
1. 喷嘴:喷嘴是引射器的核心部件,它负责将高速流体引入混合室。
喷嘴通常由一个小孔构成,通过控制进口流体的速度和压力来实现流体的引射。
2. 混合室:混合室是引射器的重要组成部分,它负责将进口流体和主流体混合。
混合室通常具有特殊的结构,以确保进口流体和主流体充分混合。
3. 进口管道:进口管道是引射器的入口,通过它将进口流体引入引射器中。
二、引射器的工作原理引射器的工作原理可以分为两个阶段:喷射阶段和混合阶段。
1. 喷射阶段:在喷射阶段,高速流体从喷嘴中喷出,并形成一个低压区域。
这个低压区域会吸引进口流体进入引射器。
进口流体通过进口管道进入引射器,并在喷嘴的作用下形成高速流体。
2. 混合阶段:在混合阶段,进口流体和主流体在混合室中充分混合。
进口流体的速度和压力使其与主流体混合,并形成一个均匀的流体。
混合室的结构设计确保了进口流体和主流体的充分混合。
三、引射器的应用引射器具有以下几个主要应用:1. 混合物的制备:引射器可以将两种或多种不同的液体或气体混合在一起,用于制备各种混合物。
例如,在化工工业中,引射器可以将不同的化学药品混合,以生产所需的化学物质。
2. 混合液体的加热或冷却:引射器可以将热流体引入冷却液体中,或将冷却流体引入加热液体中,以实现液体的加热或冷却。
3. 混合气体的制备:引射器可以将不同的气体混合在一起,用于制备所需的混合气体。
例如,在石油行业中,引射器可以将天然气和空气混合,以产生燃烧所需的混合气体。
4. 液体的搅拌和搅拌:引射器可以通过产生高速流体来搅拌和搅拌液体。
这在化工工业中非常常见,用于确保液体的均匀混合。
四、引射器的优点引射器具有以下几个优点:1. 简单而可靠:引射器的结构相对简单,没有复杂的机械部件,因此具有较高的可靠性。
气力引射器的排烟原理

气力引射器的排烟原理
气力引射器是一种常见的排烟设备,它通过利用气流动能将烟气排出室外,起到了很好的排烟效果。
那么,气力引射器的排烟原理是怎样的呢?接下来,我们将详细介绍气力引射器的排烟原理。
首先,气力引射器的排烟原理基于气流动能的转化。
当燃烧产生烟气时,室内的气压会发生变化,而气力引射器利用这一气压变化来实现排烟。
其次,气力引射器利用高速气流将烟气吹出室外。
在气力引射器内部,通过设计合理的结构和喷嘴,可以产生高速气流,这些高速气流将烟气带出室外,从而实现排烟的效果。
另外,气力引射器的排烟原理还涉及到气流的控制。
在实际排烟过程中,需要对气流进行合理的控制,以确保烟气能够被有效地排出室外。
通过对气流速度、方向等参数的控制,可以实现烟气的快速排除,从而保证室内空气的清新。
除此之外,气力引射器的排烟原理还与烟气的输送有关。
在排烟过程中,烟气需要经过管道输送至室外,而气力引射器通过合理设计的管道系统,能够有效地将烟气输送至室外,从而实现排烟的目的。
总的来说,气力引射器的排烟原理是基于气流动能的转化,利用高速气流将烟气排出室外,并通过对气流的控制和烟气的输送,实现排烟的效果。
这种排烟原理不仅高效,而且环保,是目前常用的排烟设备之一。
希望通过本文的介绍,您对气力引射器的排烟原理有了更深入的了解,对于相关行业的从业人员来说,能够更好地理解和应用气力引射器,提高排烟效果,保障室内空气质量。
引射器工作原理

引射器工作原理引言概述:引射器是一种常见的设备,广泛应用于汽车发动机和其他内燃机中。
它的作用是将燃油喷射到发动机的气缸中,以实现燃烧和动力输出。
本文将详细介绍引射器的工作原理,包括喷油系统、喷油时间控制、喷油量控制、喷油角度控制和喷油压力控制等方面。
正文内容:1. 喷油系统1.1 燃油供给系统:引射器通过燃油供给系统从燃油箱中获取燃油,并将其送到喷油器中。
1.2 压力调节系统:引射器中的压力调节系统控制燃油的压力,确保喷油器喷射的燃油具有合适的压力。
2. 喷油时间控制2.1 传感器检测:引射器通过传感器来检测发动机的工作状态,例如转速、负荷和温度等。
2.2 电子控制单元(ECU):ECU根据传感器的反馈信息,计算出喷油的最佳时机,并通过控制电磁铁来控制喷油器的喷油时间。
3. 喷油量控制3.1 喷油器结构:引射器中的喷油器结构决定了喷油的量,通常包括喷油嘴和喷油器的喷孔大小。
3.2 燃油压力控制:通过调节燃油的压力,可以控制喷油器喷射的燃油量。
4. 喷油角度控制4.1 喷油器位置:引射器的位置决定了喷油的角度,通常安装在气缸壁上以实现最佳的喷油角度。
4.2 喷油器结构:喷油器的结构设计也可以影响喷油的角度,例如通过改变喷油嘴的形状和角度来调整喷油的方向。
5. 喷油压力控制5.1 燃油泵:引射器通过燃油泵提供足够的压力,以确保燃油能够被喷射到气缸中。
5.2 压力调节系统:引射器中的压力调节系统可以控制喷油的压力,以适应不同工况下的燃烧需求。
总结:引射器工作原理的详细了解对于汽车发动机的性能和燃油经济性至关重要。
喷油系统、喷油时间控制、喷油量控制、喷油角度控制和喷油压力控制是引射器工作的关键方面。
通过合理的设计和控制,引射器可以实现高效的燃烧和动力输出,提高发动机的性能和经济性。
对于未来的发展,引射器的精确控制和优化设计将继续是研究和改进的重点。
引射器工作原理

引射器工作原理引射器是一种常用于燃烧室、燃烧器和喷射器等设备中的关键部件,其作用是将液体或气体以一定的速度引射到目标位置。
引射器的工作原理可以分为两种类型:液体引射器和气体引射器。
一、液体引射器工作原理:液体引射器主要由喷嘴、喉管和液体供给系统组成。
液体通过供给系统被输送到喉管中,并通过喷嘴被引射出来。
液体引射器的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 液体供给:液体通常由一个储液器或泵提供,通过管道输送到喉管中。
液体供给系统需要保证液体的稳定供给和一定的压力。
2. 喉管收缩:喉管是引射器中的一个关键部件,其内径通常比喷嘴小。
当液体通过喉管时,由于喉管内径的变小,液体的速度会增加,压力会降低。
3. 喉管扩张:当液体通过喉管的狭窄部分后,进入到喉管的扩张部分,液体的速度会减小,压力会增加。
4. 喷嘴引射:当液体通过喉管的扩张部分后,进入到喷嘴中,液体的速度会再次增加,压力会再次降低。
通过喷嘴的收缩和扩张过程,液体的速度和压力得到适当调整,从而实现液体的引射。
二、气体引射器工作原理:气体引射器主要由喷嘴、喉管和气体供给系统组成。
气体通过供给系统被输送到喉管中,并通过喷嘴被引射出来。
气体引射器的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 气体供给:气体通常由一个储气罐或压缩机提供,通过管道输送到喉管中。
气体供给系统需要保证气体的稳定供给和一定的压力。
2. 喉管收缩:喉管的工作原理与液体引射器类似。
当气体通过喉管时,由于喉管内径的变小,气体的速度会增加,压力会降低。
3. 喉管扩张:当气体通过喉管的狭窄部分后,进入到喉管的扩张部分,气体的速度会减小,压力会增加。
4. 喷嘴引射:当气体通过喉管的扩张部分后,进入到喷嘴中,气体的速度会再次增加,压力会再次降低。
通过喷嘴的收缩和扩张过程,气体的速度和压力得到适当调整,从而实现气体的引射。
总结:引射器的工作原理可以简单概括为:通过喉管的收缩和扩张过程,调整液体或气体的速度和压力,从而实现液体或气体的引射。
引射器工作原理
引射器工作原理引射器是一种常见的机械设备,广泛应用于各种领域,包括汽车发动机、火箭发动机、喷气式发动机等。
它的主要作用是将液体或气体引入相应的系统或装置中,以实现特定的功能。
引射器的工作原理是怎样的呢?下面我们来详细探讨一下。
首先,引射器的工作原理与其类型有关。
常见的引射器类型包括喷射式和喷雾式两种。
喷射式引射器通过高压液体或气体的冲击力将另一种流体引入系统中,而喷雾式引射器则是通过将液体或气体雾化成微小颗粒,然后喷射到目标位置。
不同类型的引射器在工作原理上有所不同,但都遵循着一些基本的物理原理。
其次,引射器的工作原理涉及到流体力学和动量守恒定律。
在喷射式引射器中,高速流体的动能被转化为压力能,从而产生足够的压力将另一种流体引入系统中。
而在喷雾式引射器中,液体或气体的雾化过程涉及到表面张力和粘性力的作用,通过这些力的相互作用,液体或气体得以形成微小颗粒并被喷射出去。
另外,引射器的工作原理还与流体的性质有关。
不同类型的流体在引射器中的工作原理也会有所不同。
例如,粘度较大的液体在喷射式引射器中可能会导致流体的阻力增大,影响引射效果;而在喷雾式引射器中,液体的表面张力和气体的密度都会对雾化效果产生影响。
最后,引射器的工作原理还受到设计参数的影响。
例如,喷射式引射器的喷嘴直径、压力大小、流速等参数都会影响引射效果;而喷雾式引射器的雾化孔径、雾化压力、喷射角度等参数也会对雾化效果产生影响。
综上所述,引射器的工作原理涉及到流体力学、动量守恒定律、流体性质和设计参数等多个方面。
通过对这些因素的综合考虑和调节,可以实现引射器的稳定、高效工作,从而满足不同领域的需求。
希望本文对引射器的工作原理有所帮助,谢谢阅读!。
引射器工作原理
引射器工作原理引射器是一种常见的机械设备,广泛应用于工业生产和科学实验中。
它的主要作用是将液体或者气体以一定的速度和压力引入到目标物体中。
本文将详细介绍引射器的工作原理及其相关知识。
一、引射器的基本结构和组成部份引射器普通由以下几个基本部份组成:1. 引射器壳体:引射器壳体是引射器的主要外部结构,通常由金属材料制成,具有一定的强度和耐腐蚀性。
2. 引射嘴:引射嘴是引射器的核心部份,它负责将液体或者气体以一定的速度和方向喷射出去。
引射嘴普通由特殊材料制成,以保证其耐高温和耐磨损性能。
3. 引射介质:引射介质是指通过引射器传递的液体或者气体。
根据不同的应用场景,引射介质可以是水、空气、氮气等。
4. 引射控制系统:引射控制系统包括控制阀门、压力传感器、流量计等,用于控制和监测引射器的工作状态和参数。
二、引射器的工作原理引射器的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:1. 引射介质进入引射器:引射介质通过控制阀门进入引射器壳体。
2. 压力增加:引射介质在进入引射器壳体后,受到壳体内部的限制,压力逐渐增加。
3. 引射介质加速:当压力达到一定值时,引射介质通过引射嘴的狭窄通道,速度迅速增加。
4. 引射介质喷射:引射介质以高速喷射出引射嘴,形成一个高速流束。
5. 目标物体受力:高速流束撞击目标物体表面,产生冲击力和剪切力。
6. 目标物体受力传递:冲击力和剪切力通过目标物体传递到周围环境中。
三、引射器的应用领域引射器广泛应用于以下几个领域:1. 工业清洗:引射器可以利用高速喷射的水流清洗工业设备表面的污垢和沉积物。
2. 消防灭火:引射器可以将高速喷射的水流用于灭火,通过冲击力和剪切力将火焰扑灭。
3. 涂覆和喷涂:引射器可以将涂料或者涂层以高速喷射的方式施加到目标物体表面。
4. 医疗治疗:引射器可以用于医疗领域,例如注射药物或者进行手术。
5. 实验研究:引射器可以用于实验室中的科学研究,例如进行流体力学实验或者喷雾实验等。
引射器工作原理
引射器工作原理引言概述:引射器是内燃机中的一个重要组成部分,其主要功能是将燃料喷射到气缸中,以实现燃烧过程。
本文将详细介绍引射器的工作原理,包括喷油系统、喷油器、喷油压力控制、喷油时间控制以及喷油量控制等五个部分。
一、喷油系统1.1 燃油供应:引射器通过燃油供应系统从燃油箱中获取燃油,并将其送入喷油器中。
燃油供应系统通常由燃油泵、燃油滤清器和燃油管路组成,确保燃油的供应稳定可靠。
1.2 燃油过滤:燃油在进入喷油器之前需要经过燃油滤清器进行过滤,以去除其中的杂质和颗粒物。
这样可以保证喷油器的正常工作,防止堵塞和磨损。
1.3 燃油回收:引射器还具有燃油回收系统,将未被燃烧的燃油收集起来,再次利用,提高燃油利用率,减少环境污染。
二、喷油器2.1 结构:喷油器通常由喷油嘴、喷油阀和喷油器控制单元组成。
喷油嘴是喷射燃油的部分,喷油阀用于控制喷油量和喷油时间,喷油器控制单元则负责控制喷油器的工作状态。
2.2 工作原理:当喷油器控制单元接收到信号后,喷油阀打开,燃油通过喷油嘴被喷射到气缸中。
喷油嘴通常采用雾化喷射技术,将燃油雾化成微小颗粒,以便更好地与空气混合燃烧。
2.3 喷油量控制:喷油器控制单元可以通过控制喷油阀的开关时间和频率来调节喷油量。
喷油量的大小直接影响到燃烧效率和动力性能,需要根据发动机负荷和转速等参数进行精确控制。
三、喷油压力控制3.1 压力调节器:引射器中的喷油压力需要保持在一个合适的范围内,以确保喷油器正常工作。
压力调节器可以根据系统的需求,调节燃油供应系统中的压力,保持稳定的喷油压力。
3.2 压力传感器:引射器还配备了压力传感器,用于实时监测喷油压力的变化。
通过传感器的反馈信号,喷油器控制单元可以及时调整喷油阀的工作状态,以保持恰当的喷油压力。
3.3 压力泄放:当喷油器关闭时,系统中的燃油压力需要得到释放,以避免过高的压力对喷油器和其他部件的损坏。
引射器中的压力泄放装置可以确保压力的安全释放。
引射器工作原理
引射器工作原理引射器是一种常见的设备,用于将液体或者气体引入系统中,以实现特定的功能。
它通常由一个泵或者喷嘴组成,可以通过控制流体的流动来实现所需的效果。
以下是引射器的工作原理的详细解释。
1. 引射器的基本构造引射器通常由以下几个主要部份组成:- 泵:负责提供流体的动力,将流体从一个地方引入系统中。
- 喷嘴:控制流体的流动,并将其引入系统中的特定位置。
- 进口管道:连接泵和喷嘴,将流体从泵引入喷嘴。
- 控制装置:用于控制泵和喷嘴的操作,以实现所需的流量和压力。
2. 引射器的工作过程引射器的工作过程可以分为以下几个步骤:- 步骤1:启动泵,使其开始运行。
泵可以是电动泵、气动泵或者手动泵,根据具体的应用需求选择合适的泵类型。
- 步骤2:流体从源头进入泵的进口管道,通过泵的工作原理,流体被抽入泵内。
- 步骤3:泵将流体推入喷嘴的进口管道,通过控制装置的调节,流体的流量和压力可以被精确控制。
- 步骤4:流体通过喷嘴进入系统中的特定位置。
喷嘴的设计和调节可以产生所需的流体流动特性,例如喷射、喷雾或者均匀分布。
- 步骤5:根据需要,可以通过控制装置调整泵和喷嘴的操作,以实现所需的流量和压力的变化。
3. 引射器的应用领域引射器在许多不同的领域和行业中得到广泛应用,包括但不限于以下几个方面:- 农业:用于喷洒农药、肥料或者灌溉。
- 化工:用于混合、稀释或者输送化学品。
- 污水处理:用于混合和处理污水中的化学品。
- 消防系统:用于喷射灭火剂。
- 制药:用于混合、输送和喷雾药物。
- 石油和天然气:用于输送和注入化学品和添加剂。
4. 引射器的优势和注意事项引射器具有以下几个优势:- 灵便性:引射器可以根据具体的应用需求进行设计和调节,以实现所需的流量和压力。
- 精确性:通过控制装置,引射器可以实现精确的流量和压力控制,以满足特定的应用要求。
- 成本效益:引射器通常具有较低的成本,并且在许多应用中可以替代更昂贵的设备。
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1 概述 引射器主要由喷嘴、接受室、混合室及扩压室组成,其工作原理见图1。
图1 引射器结构简图 压力较高的流体为工作流体(又称为一次流体),以很高的速度从喷嘴流出,进入接受室,在射流的紊动扩散作用下,卷吸周围压力较低的流体。被吸入的压力较低的流体为引射流体(又称为二次流体)。工作流体与引射流体在混合室内混合,进行动量交换,在流动过程中速度插分布渐渐均匀,在此期间常常伴随压力的升高。随后,混合流体进入扩压室,压力因流速的降低而升高。在扩压室出口处,混合流体的压力高于进入接受室的引射流体的压力。 升高引射流体的压力而不直接消耗机械能是引射器最主要的特点。而引射器的主要缺点是传能效率较低,这是由于两股流体混合时产生较大的能量损失。另外,在运行中由于缺少运动部件也不易调节。
2 引射器的研究进展 2.1 引射器的分类及描述方程 目前,还投有—个通用的引射器分类方法,但人们常按引射器中相互作用的流体的状态将其分为3类: ① 工作流体和引射流体的状态相同,如气体(蒸汽)引射器。 ② 工作流体和引射流体处于不同的状态,而且在混合过程中状态也不发生改变,如水—空气引射器。 ③ 流体的状态发生改变的引射器。工作流体和引射流体在混合前处于不同的相态,在混合后变成同一相态,即在混合过程中其中一种流体的相态发生改变,如汽-水混合式加热器。 虽然引射器种类繁多,但都可用如下3个基本定律来描述[1]: ①能量守恒定律 hP+μhs=(1+μ)hm (1) μ=qm,s/qm,p (2) 式中 hP—工作流体的比焓,J/kg μ—引射系数 hs—引射流体的比焓,J/kg hm—混合流体的比焓,J/kg qm,s—引射流体的质量流量,kg/s qm,p—工作流体的质量流量,kg/s 由能量守恒方程可知,工作流体和引射流体以及混合流体的动能通常忽略不计。 ②质量守恒定律 qm,m=qm,p+qm,s (3) 式中 qm,m—混合流体的质量流量,kg/s ③动量定理[2] ∑F=∑∫Adp=qm,p(1+μ)υm-qm,pυu,-qm,sυs (4) 式中 F—力,N A—面积,m2 p—压力,Pa υm—混合室出口截面上混合流体的速度,m/s υP—混合室入口截面上工作流体的速度,m/s υs—混合室入口截面上引射流体的速度,m/s
2.2 引射器的研究历程及现状 在19世纪,为了维持蒸汽机冷凝器内的真空条件,人们发明了引射器,那时的超声速引射器的几何结构通常是根据经验设计出来的。直到20世纪40年代,由于流体力学和空气动力学的发展,才有Keenan等人[2]提出了引射器的设计理论。此理论韵关键是为引射过程中工作流体和引射流体的混合过程建立了动量方程(见式(4))。 考虑到流体具有可压缩性,对超声速引射器而言,求式(4)的分析解显得尤为困难。因此,Keenan提出了两种解决方法。第1种方法是假设流动区域戴面面积A为常数,第2种方法是假设静压为常数,即dp=0。这两种方法经受住了广泛的实验验证。 两种方法的出发点相同,都是建设工作流体和引射流体具有相同的相对分子质量和比热容,工作流体和引射流体以及混合流体在任意截面上具有均匀的物性分布,在喷嘴和扩压段内的过程都是等熵过程,不计壁面摩擦,也不考虑热量损失,在理想气体的基础上,运用质量、动量及能量守恒方程计算工作过程,推导出具有最大喷射系数或最大压缩压力的引射器结构参数的计算公式。然而实际上,特别是超声速混合过程很少会像假设的那样理想,激波、粘性干扰、分离涡及真实气体效应等物理现象的相互作用使得引射器内部流场极其复杂,因此一维的分析方法存在较大缺陷[3、4]。 过去人们主要是采用实验手段进行研究,在大量实验的基础上提出一些理论,通过修正系数对原有理论进行修正。但影响引射器性能的因素很多,实验结果往往具有很强的局限性,应用推广起来相当困难。因此当设计一个新的引射器时,通常要重新进行实验才能确定其性能。 随着计算机技术和计算流体力学的迅速发展,使得采用数值方法模拟求解超声速引射器流场成为可能。数值模拟与实验相结合可以深入揭示引射器的流场结构,解释实验现象,为实验提供必要的指导[5]。近年来国内外有一些学者尝试用N-S方程计算全流场以预测引射能力,但这种理论预测要求将内外流场耦合计算,而且在边界条件的处理上要求将外流场边界取得足够大,不便于工程应用和分析。 近些年来,为了改善引射器的性能,朋J尝试使用不同结构的引射器。比如,引入了具有波瓣强化混合结构的工作喷嘴,作用是增大了两股流体的混合面积,增加了引射系数,提高了混合效率,缩短了混合距离。此外,还有采用多喷嘴射流、脉冲射流及旋转射流等方法来提高引射器的效率。多喷嘴射流和旋转射流增大了紊动扩散,使工作流体与引射流体在较短的喉管内得到更好的混合。脉冲射流兼有紊动扩散和活塞的作用,能够在喉管内形成液柱来推动引射流体。除了在固定的合理结构的基础上改善流动外,还可采用可调式引射器来满足工况有较大变化的需要,但是增加调节装置也必然增加流动阻力。
2.3 引射器的应用 引射器比机械的增压设备(如泵、压缩机及鼓 风机等)简单可靠,除了作为机械用于输送流体外,还可以作为传质和化学混合反应的设备。引射器可以直接利用各种有压能源作为工作动力,不需要增加辅助设备,而且能够取得很好的综合效益。因此,引射器在工程中被广泛应用[1、6],有以下4个方面。 ① 在发电厂中可应用在:a.燃料燃烧设备(气体喷燃器);b.蒸汽锅炉的给水系统(抗汽蚀水引射泵);c.汽轮机的调节系统(油引射器);d.冷凝器中抽气装置(蒸汽引射器或水引射器);e.交流加热系统(喷射加热器);f.输送灰渣(水力除灰器);g.发电机的空气冷却系统(引射器冷却装置)。 ② 在制冷方面可以作为引射制冷装置的主要或辅助设备。 ③ 在军事和航空方面的应用有:a.垂直短距起飞着陆飞机的起飞增推,排气系统的尾焰红外辐射抑制及噪声降低等[3、7];b.火箭超声速环型引射器发动机高空试车台真空系统、高超声速吸气推进研究所需的地面试验系统、气动激光器和化学激光器压力恢复系统等[8]。 ④ 输送散粒状物料和液体,以及作为燃气引射器用于混合气体[9、10]。
3 引射循环 引射器属于压气机的一种[11],其最基本的用途是提高工质的压力。在诸多的热力循环过程中,气体压缩设备必不可少,而且通常要直接消耗机械能。从理论上讲,完全可以用一个正向的引射循环作出的循环功来代替直接消耗的机械能。
引射器及引射循环在工程中的应用 作者:沈坚 胡国… 文章来源:上海交道大学机械与动力工程学院 点击数: 705 更新时间:2009-12-21 12:35:51 3.1 引射制冷循环 在制冷过程中,引射循环已经得到了广泛的应用。由图2、3[12]可知,该制冷装置利用部分工质进行正向循环1—2—3—4—5—6—7—1,以带动另一部分工质进行制冷循环5—6—7—8—9—5。正向循环的循环功表现在工作气体经过喷嘴时成为高速气流所得到的动能(过程3—4),然后利用得到的动能特工作气伴连同制冷工质在扩压管内压缩(过程5—6)。其中,进行正向循环的热源是太阳能转换来的。 引入的太阳能转换装置进一步扩大了这种装量的应用范围,而且不需要通常的压缩机,代之以结构筒单、体积很小的引射器,设备结构极为紧凑。但与传境的制冷系统相比,引射制冷循环的效率相当低,而提高效率的关键在于引射器的优化设计。 图 2 太阳能引射制冷循环
图3 太阳能引射制冷循环压-焓(P-h)图 3.2 引射增压燃烧
目前,国际上正在开发研制一种体积非常小的微型涡轮发动机,其产生的能量是量好的化学电池的10-20倍[13]。该微型涡轮机与传统的发动机相同,也包括3个主要部分—燃烧室、涡轮机叶轮和压气机叶轮。它获得高功率的关键是边缘速率要高,因此叶轮要在约250×104/min的转速下工作,其边缘速率达300~600m/s,是传统涡轮机的2倍。 如此高的转速给微型发动机轴、轴承以及调速装置的设计带来很大的困难。而引射循环在制冷装置中的成功应用启发我们将引射器微型化,并应用在微型发动机中,通过引射作用达到压缩空气、维持燃烧的作用。微型化的引射器为研究微型涡轮发动机的整体设计提供了一种新的思路,并且对微型发动机的运行性能有很重要的影响,对其开发有着非常重要的意义。 图4为一个假想的带有引射循环回路的涡轮发动机系统。主要设备有引射器、燃烧室、燃气轮机和再燃室。工作烟气被引入喷管中作绝热膨胀,产生的高速气流将大气环境的空气引入混合室混合,混合气体在扩压室内绝热减速增压。气体在燃烧室内燃烧后(定压加热4—5),一部分烟气进入燃气轮机绝热膨胀对外作功,然后排入大气(定压放热6—0);另一部分烟气进入再燃室,温度与压力进一步提高,以满足引射器正常运行所需的入口条件。 图4 引射循环发动机系统简图 引射循环发动机系统分为两个回路(见图5)。质量为μqm.p的工质作循环0—3—4—5—6—0对外作功,而质量为qm.p的工质作引射循环5—1—2—3—4—5—1压缩空气。虽然燃气和空气的成分不同,但二者的热力性质报接近,而且一般情况下所用的燃气质量与空气质量相比很小,可被忽略,所以可假设整个循环过程中始终是一定量的某一种工质在工作。喷管中的绝热膨胀过程在图5上以可逆过程1—2表示,实际上是不可逆的绝热过程。3表示工作流体与引射流体在混合室中混合后的状态,可逆过程3—4表示混合后的气体在扩压室中的绝热压缩过程,实际过程伴有摩擦和激波,是不可逆的。过程5—1被简化为定容加热过程。 由图5可知,当将整个循环看成一个整体时,单位质量工质总循环吸