蒸汽喷射器的CFD数值模拟及过程状态分析

摘要

蒸汽喷射器(steam jet)是一种利用高压蒸汽抽吸低压蒸汽的流体混合机械,在热电联产低温多效海水淡化装置中,可以利用低品位的电厂抽汽热量,具有较大的造水比。本文借助FLUENT软件平台,对蒸汽喷射器内流场进行数值模拟,找出适当的数学模型和计算方法,并根据模拟结果对蒸汽喷射器内流场进行分析,采用改进热力学方法对蒸汽喷射器扩压管喉部状态点进行计算。本文以某电厂低温多效海水淡化中的蒸汽喷射器为模型,通过分析计算,确定了能够反映蒸汽喷射器实际内流场的CFD数学模型。经计算,得出结论:在蒸汽喷射器扩压管的喉部,只能是干饱和蒸汽或是过热蒸汽。为了减少不可逆损失，设计时应使其为干饱和蒸汽。该结果可以指导工程设计和实践运行。

目录

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第一章 引言

1.1 概论

1.1.1 研究背景

1.1.2 海水淡化的主要技术

1.1.3 蒸汽喷射器在热电联产海水淡化中的应用

1.2 喷射器的理论研究进展

1.3 喷射器CFD数值模拟研究进展

1.3.1 数值模拟方法

1.3.2 结构参数及工况参数的变化对性能影响的研究

1.4 本文研究的目的和主要内容

第二章 蒸汽喷射器的CFD数值模拟方法

2.1 CFD概述

2.2 建立控制方程

2.3 湍流模型选择

2.3.1 湍流模型的分类及研究现状

2.3.2 几种常见的湍流模型

2.3.3 壁面边界层的处理

2.4 数值解法

2.4.1 离散化概述

2.4.2 网格的划分

2.4.3 边界条件的给定

2.4.4 离散化格式和离散方程求解过程

2.5 数值模拟结果分析

2.5.1 两种湍流模型的结果比较

2.5.2 工作蒸汽参数比较

2.5.3 引射蒸汽参数比较

第三章 蒸汽喷射器工作过程热力学过程及状态确定

3.1 海水淡化装置中蒸汽喷射器尺寸、工作参数的确定

3.2 几种主要的喷射器设计理论研究的方法

3.2.1 经典热力学法

3.2.2 气体动力函数法

3.2.3 本文的研究方法

3.3 实际蒸汽喷射器中扩散器喉部状态点的确定

第四章 结论与展望

参考文献

致谢

在学期间发表的学术论文和参加科研情况