基于CFD 的空氣噴射器輔助結構研究

周三平，張旭坤

（西安石油大學機械工程學院，陜西 西安 710065）

噴射器是將工作流體所攜帶的能量傳遞給引射流體的裝置，其最大特點是能夠提高流體的壓力而不消耗機械能，常用于高壓流體抽吸低壓流體的場合，由于沒有機械傳動部件，具有不消耗機械能、結構簡單、運行穩定、維修便捷等優點，現已廣泛應用于機械、石油化工、制冷、輕工等行業。

噴射器的研究有非常久遠的歷史。早在20 世紀末，G.Zenner 和M.Rankin 就基于混合的流體應用動量方程，提出了噴射器的理論基礎[1]，在后來的研究中被廣泛引用，并用實驗加以驗證。但是該理論存在一定的缺陷，不能夠完全解決噴射器的計算問題，諸如噴射器的剖面形狀、軸向尺寸等。隨著流體力學和氣體動力學研究的深入，噴射器的普遍性理論和計算方法被建立起來[2]，隨后Elord、Dutton、Keenan 和Neumann 等一大批學者對噴射器的設計和理論做了進一步的完善[3-7]。現有的噴射器的設計方法，主要是前蘇聯的索科洛夫提出的一整套設計方法[8]，國內學者陸宏圻也出版總結了研究成果并闡述了理論體系[9]，但是這些理論并不能適用于所有的噴射器結構和工況。針對此問題，陳洪杰等人[10]引入單相及兩相流聲速計算模型，提出了基于實際氣體的圓柱形混合室噴射器設計方法，周三平等人[11]則對噴射器的氣體動力函數法的真實氣體做了修正。這些研究在一定程度上完善了噴射器的設計理論。基于動力學函數的索科洛夫設計方法，只對橫截面積進行了設計，對軸向長度基本都是基于經驗數據得出的，所以在采用索科洛夫設計方法對噴射器進行設計之后，需要對所設計的噴射器的結構進行優化。……