海水淡化用蒸汽喷射真空泵结构参数优化研究
2021-08-25任建波胥建美张令品谢春刚
盐科学与化工 2021年8期
任建波,李 强,苗 超,胥建美,张令品,谢春刚
(自然资源部 天津海水淡化与综合利用研究所,天津 300192)
低温多效蒸馏海水淡化系统传热管内不凝结气体的质量含量是影响换热系数的主要因素,当蒸汽中含有不凝气体时,管内热阻增加,传热系数明显下降[1-3]。蒸汽喷射真空泵以水蒸汽为工作介质,抽吸汇集于海水淡化设备首效蒸汽侧末端和冷凝器中的不凝气体,建立各效效间合理压降,维持设备正常运行压力,保持设备的工作效率和出力。
蒸汽喷射真空泵虽然结构简单、运行可靠,但内部结构参数微小的变化会对其性能产生极大影响,为提高蒸汽喷射真空泵性能,国内外研究者在结构设计、结构优化等方面开展了大量的研究工作。Kumar[4-5]通过大量试验研究给出了喷嘴出口到混合室喉道的距离与喷嘴性能的关系曲线。Rahman等[6]通过实验研究给出了真空泵引射系数与工作蒸汽压力之间的关系,得出质量流量系数越小,获得真空的能力越强,质量流量比越大的结论。然而,大多数研究仅针对固定结构的蒸汽喷射真空泵或围绕操作参数对蒸汽喷射真空泵性能的影响开展研究,对于内部结构变化对蒸汽喷射真空泵性能影响的研究较少。基于此,文章通过数值模拟的方法研究了内部结构参数对蒸汽喷射真空泵性能的影响,以期为蒸汽喷射真空泵参数设计提供一种有效的方法。
1 数学模型建立
1.1 蒸汽喷射真空泵几何模型
蒸汽喷射真空泵主要包括喷嘴、吸入室、混合室和扩压室。……
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