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引射器是新型太阳能海水淡化装置中一个非常关键的部件。目前,对引射器的研究主要集中于单相引射器,而对两相引射器的研究相对较少。本文主要研究液一液气引射器。它以液体为工作流体,同时抽吸气、液两相介质,并进行传热、传质。其主要应用于太阳能海水淡化装置,用来抽吸系统中的不凝气体,以保持系统适当的真空度;同时抽吸排放浓海水,避免海水结晶。由于该引射器同时进行气液两相介质的热质交换,而且还兼具多种功能,因此也被称为多相流多功能引射器。 首先,本文介绍了引射器的基本原理,对其基本结构进行了设计计算。阐述了紊动射流的基本理论:介绍了引射器的结构和工作原理,分析了流体在引射器内流动时压力和速度的变化规律;给出了引射器的性能参数和特性方程,根据现有的研究成果对其进行了全尺寸设计,给出了各个部分的详细尺寸。 其次,对引射器进行了实验研究。设计并搭建了液—液气引射器实验台;在引射器同时抽吸气液两相流体的情况下,进行了详细的实验研究,分析了工作喷嘴和混合段长度等结构参数,及工作流体压力和引射流体压力等操作参数对引射器体积引射系数的影响。 最后,对引射器进行了数值模拟。介绍了基于有限体积法的网格划分及常用的离散格式;给出了引射器数值模拟时的边界条件;基于双流体模型和κ—ε湍流模型,建立了引射器内部流场的控制方程;在同时抽吸气液两相流体的情况下,就结构参数和操作参数对引射器性能的影响进行了数值模拟,并与实验结果进行了比较。 通过对实验结果和数值模拟结果的对比分析,可以看出二者比较吻合。同时,从上述结果中:得到了多相流多功能引射器的最佳工作喷嘴尺寸和最佳混合段长度:得出了体积引射系数随引射器工作流体压力及引射流体压力的变化规律;给出了速度、压强等物理量在引射器内部流场中的变化规律。从数值模拟结果中还可以看出混合室中存在回流区,本文分析了不同背压对混合室中回流的影响及回流对引射器工作性能的影响,并得出了适宜的背压变化范围。