流体力学工程问题之一：引射器

通流

引射器是最简单的流体机械之一。那么引射器中，有哪些流体力学问题是比较重要的？这些流体力学问题对引射器的设计运行有什么作用？

我虽然做过引射器，但也不是这方面的专家。所以，先放几个万金油式的问题。希望大家提供看法。

我一般喜欢做点比较简单的东西。复杂的东西，一般多由一些简单的东西组合起来的。

通流

引射器是由高速气流带动另一股气流，实现增压和输送的功能。

coolboy

一个很实用的关于伯努利方程应用的流体工程例子。不错不错，支持一下！

院子里喷洒农药灭虫灭杂草就可用引射器。那“motive fluid”同自来水管的出水口相联，“Inlet liquid”就同农药剂的瓶口相联。出口处喷出的水既稀释了浓缩的农药，又能均匀大面积地喷洒。

onesupeng

既然是万金油，就讲讲这个东西最大/最有价值的应用是什么嘛，要不然花力气去看，结果是上面说的喷农药的多浪费时间

coolboy

那引射器示意图中的中间一段喷嘴从流场的幅合转化为幅散在一定条件下刚好对应于流体速度场从亚音速到超音速的转变。有人完全就是根据或借助这一试验室内可实现验证的思想而解决了一个科学难题。完全就凭着该难题的解决，那人获得了诺贝尔奖。这里是否有谁能猜出那个获奖人的名字？

onesupeng

世界第一个超音速风洞谁指导做的

[ 本帖最后由 onesupeng 于 2012-6-20 16:03 编辑 ]

通流

我的专业背景是动力工程。我知道的应用都是跟增压有关的。在电厂，一般需要在某一些部分维持低压。同时电厂又有足够的高压蒸汽。所以，就用高压蒸汽将低压空气排到空气中去。这时，最简单的方法就是引射器。这个uesoft可能更清楚。也许这次真的需要他来跟大家介绍一下电厂的应用。

我做过两个应用。一个是空气除尘器中的低压空气需要吸出去。这个压差比较小，可能就几千帕。引射器就是一个直筒加扩压段。另一个是要维持比较高的真空度。我用了三级引射器。压比可能有50到100。这个是化学氧碘激光器中的部件。我想了解激光的人一定知道这种激光器是干什么用的。

通流

谁啊？
我网上查了一下，没有看见谁设计的。不过地点是德国。

通流

喷农药也是很好的用处。而且，还可能是两相流的问题。

通流

一般的引射器出了高压喷嘴后，整个气流基本都是亚音的。这个收缩段应该是为了让高速气流和低速气流更好的掺混。在喉部，两股气流应该基本掺混。后面的就是扩压了。

所以，这里的一个比较难的流体力学问题是，这两股气流的掺混速度。这个问题已经超出了我的水平了。这跟流动稳定性以及以后紊流都有了比较明确的联系。如果你有办法让气流掺混的更快，那么引射器的长度就会缩短，成本就会降低。同时，引射器的工作范围也会增加。也就是，你可能会发财了。

通流

超音喷管在引射器中，一般是用在那个高压气流的喷嘴设计。

整个引射器都是超音速的设计，有时候很有用。不过设计难度就大了。一达到音速，那么气流对于几何形状就变得很敏感，工作范围也会变窄。当然，还有著名的超音速启动问题。

onesupeng

当年学渗流力学，老师叫大家做小论文，有人做了达西公式在民用水井中的应用，有的做了某个公式在合面中的应用，有人做了渗流理论在山峡大坝的应用，其实吧都很实用，但是应用于山峡大坝这种大工程的应该是科研嗅觉比较灵敏的人

所以应该发挥你万金油的作用，说一说这个东西在大科学工程里面有什么用，比如说对改善动车组推进有没有优势？对改进神舟号飞船如推进系统有没有发挥的余地？对大飞机项目的发动机组有没有可发挥的地方？对开发开采南海资源能不能提出某些合理设想？或者对控制寒流、潮汐能不能起点作用？在风能利用上能不能发挥点效果？等等

coolboy

原帖由 coolboy 于 2012-6-20 23:21 发表

                               
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......
完全就凭着该难题的解决，那人获得了诺贝尔奖。这里是否有谁能猜出那个获奖人的名字？

更正：查了一下。那人得了不少奖，但并没得诺贝尔奖。以前有人在网上误传了。

通流

我先把简单的搞清楚。什么是幅合和幅散？

coolboy

原帖由 通流 于 2012-6-21 03:09 发表

                               
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一般的引射器出了高压喷嘴后，整个气流基本都是亚音的。这个收缩段应该是为了让高速气流和低速气流更好的掺混。在喉部，两股气流应该基本掺混。后面的就是扩压了。

所以，这里的一个比较难的流体力学问题是，这两股气流的掺混速度。这个问题已经超出了我的水平了。这跟流动稳定性以及以后紊流都有了比较明确的联系。如果你有办法让气流掺混的更快，那么引射器的长度就会缩短，成本就会降低。同时，引射器的工作范围也会增加。也就是，你可能会发财了。

枪管内壁刻上螺旋线之后可使子弹获得角动量，从而增加子弹在飞行过程中的稳定性。在引射器内壁是否也可刻上螺旋线，从而人为增加流动的紊流强度，即增加由紊流而导致的混合强度。