流体力学工程问题之一：引射器

coolboy

原帖由 通流 于 2012-6-21 07:21 发表

                               
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我先把简单的搞清楚。什么是幅合和幅散？

[2楼]引射器示意图中的解释“Converging Inlet Nozzle”和“Diverging Outlet Diffuser”我认为就可理解由截面变小和变大所导致的辐合和辐散。

google “Laval nozzle”可得：

A de Laval nozzle (or convergent-divergent nozzle, CD nozzle or con-di nozzle) is a tube that is pinched in the middle, making a carefully balanced, asymmetric hourglass-shape. It is used to accelerate a hot, pressurized gas passing through it to a supersonic speed, and upon expansion, to shape the exhaust flow so that the heat energy propelling the flow is maximally converted into directed kinetic energy. Because of this, the nozzle is widely used in some types of steam turbines, and is an essential part of the modern rocket engine. It also sees use in supersonic jet engines.

http://en.wikipedia.org/wiki/De_Laval_nozzle

通流

当然可以。不过，由此引起的壁面阻力，导致额外的压力损失，因而可能会影响引射器的效率。如果，壁面的螺纹导致的非定常流动的频率真好跟高速/低速界面上的流动的本振频率接近，那么这个壁面的扰动可能会极大地增加流动界面上的不稳定性的发展，从而提高掺混速度。这时候，由于掺混加快而得到的好处，可能会超过壁面上的额外损失。不过，这些都需要定量估计，才能得出·结论。这个定量估计，不是很容易的。反正我是不知道怎么做。目前，工程的做法，大概只能试验。

通流

我是不知道这两个名称的意思： 辐合和辐散

uesoft

如通流所言，我是学电厂热能动力的，汽轮机凝汽器有抽真空设备，确实曾使用过引射器：
1970年代以前是射汽抽气器，因为浪费大量蒸汽，1980年代以前改为射水抽气器，效率仍然很低。1990年代开始基本改成水环式真空泵了，效率比较高。比如湖南耒阳电厂1985年投产的2x200MW机组采用射水抽气器，后面的石门、湘潭电厂都采用水环式真空泵。2000年离开湖南省电力勘测设计院以后，设计电厂的工程技术我就接触不多了，不知道现在用什么。水环式真空泵实质是一台水封式真空空气压缩机，效率肯定比引射器高得多。

通流

更常用的压缩机比，引射器的效率确实是不高。过去电厂用它，估计是蒸汽实在是太便宜。

shirazbj

喜欢那个喷农药的。

我用过的是臭氧发生器。一个‘日’字型的塑料件，循环流把臭氧发生器产生的臭氧带进来，送到储水罐里循环，消毒。

coolboy

原帖由 shirazbj 于 2012-6-21 21:09 发表

                               
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喜欢那个喷农药的。

我用过的是臭氧发生器。一个‘日’字型的塑料件，循环流把臭氧发生器产生的臭氧带进来，送到储水罐里循环，消毒。

有次在飞机上同人说起大气中的臭氧，那人刚好是一个生产臭氧消毒器的老板，他就同我说了许多用臭氧消毒水的好处。

通流

最简单的引射器性能估计就是运用质量，动量，和能量守恒。详细的，见下面的论文。我还没有找到电子版，所以只能先放个标题。
A Simple Air Ejector, J.H. Keenan and E.P. Neumann, Cambridge, Mass., Journal of Applied Mechanics, June 1942, page A75 to A81

coolboy说可以用伯努利，我不知如何做。

mumu8888

我用商业软件做过引射器。
也投过文章，其实我觉得大家对引射器的引射机理还是有争议。以下是我个人观点：
引射器引射机理 一般认为是 压力驱动和粘性扯拽。
首先超音速气体引射器我认为以压力驱动为主，工作流体经过小小喷管变成低压 高速，其压力低于被引射端流体压力，使得被引射流体流入大喷管，而完成动量掺混和交换，期间形成斜激波。我在投稿时分析了这个过程，而专家硬说是蒸汽引射器以粘性扯拽为主，让我修改。但是蒸汽引射器肯定也是存在粘性扯拽的，但是利用CFD计算如果分析、量化在一个工况内，粘性扯拽和压力驱动占得比例，我想可以解释蒸汽引射器的工作机理。

水气引射器我认为是以粘性扯拽为主，首先水的粘度很大，其次水的工作压力变化远小于气体引射器变化压力，而它还能引射很多气体，曝气池就是用这个。

通流

科学是要讲道理的。也就是要有证据。不是你认为怎么样，或者我认为如何，就能够解决问题的。

coolboy

原帖由 通流 于 2012-6-27 14:10 发表

                               
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最简单的引射器性能估计就是运用质量，动量，和能量守恒。详细的，见下面的论文。我还没有找到电子版，所以只能先放个标题。
A Simple Air Ejector, J.H. Keenan and E.P. Neumann, Cambridge, Mass., Journal of Applied Mechanics, June 1942, page A75 to A81

coolboy说可以用伯努利，我不知如何做。

通流版主所说的能量守恒方程有时也称作伯努利方程。我在下面的一个帖子中还具体介绍了它在这类问题中的应用，即：

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[讨论]拉瓦尔喷管（Laval nozzle）中的声速究竟是什么？
http://www.cfluid.com/bbs/viewthread.php?tid=116251

在引射器的问题中，通常重力位能可略（引射器短或水平放置），对于理想气体，热能（内能）同压力位能可合到一起称为焓C_p*T，其中C_p=1004J/kg/K。也就是说，引射器问题的能量守恒通常是指动能与焓之和守恒。
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通流

通流版主所说的能量守恒方程有时也称作伯努利方程。
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别再搅和了。伯努利的时代，还没有热力学第一定律呢。而所谓的能量守恒定律就是热力学第一定律。
我说的意思是，对于可压缩流动，必须要同时使用质量，动量，和能量守恒，才能解。

onesupeng

原帖由 通流 于 2012-8-18 03:04 发表

                               
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科学是要讲道理的。也就是要有证据。不是你认为怎么样，或者我认为如何，就能够解决问题的。

mumu8888是做过一点模拟，投过一点文章的基础上来谈这个问题，先不说他结果和观点如何，但应该比一群没有做过也没有认真推导过的人值得推崇。所以应该鼓励之，而不应该用你这种态度

其实，科研这东西，对对错错，很正常，只要大家是认真地去想过、推导过、实践过，那么都值得肯定的，总比那些半吊子长篇大论来得实在，您以为如何？讲道理，别抬杠

通流

你说的“肯定”是针对他的工作的努力。这个，没人想否定。不过，做一个模拟，这只是万里长征的第一阶段。如何分析和理解这些结果，要花的时间和精力更多。从这点来看，我的评价也算是客观。
所谓的说理，是根据计算结果，运用基本的物理定律，来定量的解释计算的结果。在这个过程中，机理就可能显示出来。对于，引射器，就是将物理学定律用在合适的控制体中。

onesupeng

原帖由 通流 于 2012-8-20 01:44 发表

                               
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你说的“肯定”是针对他的工作的努力。这个，没人想否定。不过，做一个模拟，这只是万里长征的第一阶段。如何分析和理解这些结果，要花的时间和精力更多。从这点来看，我的评价也算是客观。
所谓的说理，是根据计算 ...

呵呵，按照你说理的定义，貌似你没有讲过理哦