喷射泵对供热系统管网富裕压力的合理利用及数值仿真研究

摘要

喷射泵是利用射流紊动扩散作用，进行传质传能的流体机械。作为一种节能装置，其内部流动比较复杂，属于高雷诺数、强剪切湍流射流。它在各行各业都得到广泛的应用，暖通空调领域也不例外。然而，由于喷射泵自身性能，使用条件的限制，同时也因为其理论基础研究，工程设计等主客观因素的制约，目前供热工程中喷射泵的应用尚不普遍，使用范围也受到一定的局限。如何更好地应用喷射泵，充分发挥喷射泵的各种优点，发挥其节能的效果，就成为当务之急。因此，在暖通空调领域，尤其是在供热工程方面，开发新结构喷射泵以及研究它在供热领域中的应用就成为重要课题。 本文提出了喷射泵在供热系统中新的应用，并且针对这种新的应用场合设计了一种特殊结构的喷射泵以满足其在管网系统中新的连接方式的要求；同时针对这种结构的喷射泵在给定的工作条件进行数值仿真模拟，以便对喷射泵性能进行预测。在数值模拟中，本文先用AUTOCAD建立好计算区域的三维实体物理模型，再用FLUENT的前处理软件GAMBIT对物理模型进行分体网格划分，并导入到FLUENT中进行数值模拟。该数值计算以Navier-Stokes方程为基础，选用了可实现k-ε湍流模型，采用有限体积法对N-S方程进行数值离散，运用SIMPLEC方法求解，壁面处采用标准壁面函数，经过FLUENT迭代计算，得到流体在喷射泵内部的流动状况，获得全流场的速度、压力分布。分析表明，这种喷射泵在一定的管网富裕压力下，能够起到将富裕压力输入到主管网的作用，具有节能增效的作用和一定的工程实用价值，同时为下一步的实验研究奠定了基础，也为集中供热节能开辟了一条新的途径。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究的目的内容与意义

1.1.1课题研究的目的

1.1.2课题研究的内容

1.1.3课题研究的意义

1.2国内外喷射技术历史发展及现状

1.2.1喷射泵理论的发展

1.2.2喷射装置在各行各业中的应用现状

1.3喷射泵的分类及常见结构型式

1.3.1喷射泵的分类

1.3.2喷射泵常见结构型式

1.4采用的方法和所做的工作

第二章喷射泵的基本结构及工作原理和特性

2.1喷射泵的基本结构

2.2水平引水室结构的喷射泵工作原理

2.3水平引水室结构的喷射泵特点

2.4喷射泵的基本性能

2.4.1喷射泵的基本性能参数

2.4.2液态喷射泵无因次性能的特性

2.4.3喷射泵的汽蚀性能

第三章喷射泵在供热系统中的应用研究

3.1集中供热二次网高低区并网现状及存在问题

3.2水平引水室结构的喷射泵在高低区并网中的应用及其特点

3.3安装水喷射泵对管网特性的影响

3.3.1水平引水室结构的喷射泵在高低区并网中的工作过程

3.3.2安装水喷射泵对管网特性的影响

3.4热水喷射泵在供热系统中的应用问题

第四章喷射泵装置的设计

4.1喷射泵主要部件结构型式

4.2喷射泵的结构设计

4.2.1喷射泵设计常采用以下几种方法

4.2.2喷射泵的设计

第五章喷射泵流动状态数值模拟

5.1数值模拟简介

5.2 CFD简介

5.2.1 CFD软件概述

5.2.2 CFD软件的特点

5.2.3 CFD软件的使用步骤

5.3 FLUENT数值模拟简介

5.3.1 FLUENT前处理软件GAMBIT简介

5.3.2 FLUENT软件简介

5.3.3 FLUENT软件的程序结构

5.3.4 FLUENT程序可以求解的问题

5.3.5 FLUENT软件的使用步骤

5.3.6 FLUENT软件的求解精度与计算格式

5.3.7 FLUENT中的湍流模型

5.3.8 FLUENT所用的计算方法

5.4喷射泵流场的数值模拟过程

5.4.1概述

5.4.2计算流体动力学基本模型

5.4.3喷射泵的建模与仿真实验步骤

5.4.4喷射泵模拟结果的对比分析

第六章喷射泵用于高低区合流系统的适应性

第七章结论与建议

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文