脈沖液體射流泵技術(shù)理論與試驗

前言

射流泵是利用射流紊動擴散作用來傳遞能量和質(zhì)量的流體機械和混合反應(yīng)設(shè)備。它被廣泛應(yīng)用于水利電力工程、熱能與動力工程、化工與環(huán)境工程、煤炭與石油開采工程、城鎮(zhèn)給水排水工程、核動力工程和航空航天工程等實際工程，已發(fā)展成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，且形成了一門新的學(xué)科——射流泵技術(shù)（噴射技術(shù)）。由于射流泵內(nèi)兩股不同壓力的流體混合時產(chǎn)生較大的能量損失，因此射流泵的效率低于葉片類型泵。提高射流泵的傳能及傳質(zhì)效率，一直是國內(nèi)外學(xué)者所關(guān)注的課題。20世紀(jì)70年代以來，國內(nèi)外學(xué)者主要以兩種途徑來提高射流泵的效率。一種途徑是研制新型結(jié)構(gòu)的射流泵，如采用“多級射流”、“多股射流”等，在提高射流泵效率方面取得了一定的進(jìn)展。另一種途徑是在相同的射流泵裝置上，采用非恒定射流來提高射流泵的傳能及傳質(zhì)效率，例如“脈沖射流（Pulsating Jet）”、“振蕩射流（oscillating Jet）”等則屬此類。而在這一類研究中，脈沖射流受到各國學(xué)者的高度重視，并對脈沖射流進(jìn)行了大量的試驗研究。研究結(jié)果表明，在相同的射流泵（噴射器）裝置上，采用脈沖射流比恒定射流的傳能及傳質(zhì)效率提高了10％～20％。這一研究成果已被應(yīng)用到航空航天工程、核動力工程、石油鉆探工程和水利電力工程等工程中，取得了顯著的經(jīng)濟效益。脈沖液體射流泵內(nèi)部流動狀況屬于有限空間伴隨脈沖射流，其流動狀況極其復(fù)雜，至今對脈沖射流的研究仍處于試驗研究階段，對其理論方面的研究成果較少。雖然脈沖射流流場的分布規(guī)律目前尚不完全清楚，但大量的試驗研究結(jié)果表明，脈沖射流是提高射流泵效率的有效途徑之一。由于脈）中液體射流泵內(nèi)部流場分布不同于恒定液體射流泵內(nèi)部流場分布，因此不能將恒定液體射流泵的研究成果用于脈沖液體射流泵。針對這一問題，作者近十幾年來一直致力于脈沖液體射流泵的理論與試驗研究，取得了一些研究成果。本書就是這些研究成果的總結(jié)，共分8章。

內(nèi)容概要

本書是論述脈沖液體射流泵技術(shù)理論與試驗的一部專著，由水利水電重點科技專著出版經(jīng)費資助出版。    全書共分8章，主要內(nèi)容包括：脈沖液體射流泵的理論研究，性能的數(shù)值研究和試驗研究，脈沖液氣射流泵的基本性能研究，以及射流泵內(nèi)部流場的數(shù)值模擬和液體射流泵裝置流體過渡過程研究。    本書可作為從事或涉及流體機械及工程，尤其是脈沖射流技術(shù)的科技人員和高等院校教師及研究生的參考用書。

書籍目錄

前言第1章 緒論　1.1 射流泵的基本概念　1.2 國內(nèi)外研究與應(yīng)用概況第2章 射流泵理論基礎(chǔ)　2.1 流體力學(xué)的基本方程　2.2 紊流射流的理論概述　2.3 脈沖射流第3章 脈沖液體射流泵理論研究　3.1 脈沖液體射流泵基本性能方程　3.2 脈沖液體射流泵能量平衡分析　3.3 脈沖液體射流泵基本性能方程參數(shù)確定　3.4 脈沖液體射流泵汽蝕性能　3.5 脈沖液體射流泵裝置性能　3.6 脈沖液體射流泵裝置效率方程第4章 脈沖液體射流泵性能數(shù)值研究　4.1 脈沖液體射流泵基本性能的數(shù)值計算　4.2 脈沖液體射流泵裝置性能的數(shù)值計算　4.3 脈沖液體射流泵最優(yōu)參數(shù)的計算結(jié)果及分析　4.4 脈沖液體射流泵能量平衡的數(shù)值計算第5章 脈沖液體射流泵性能試驗研究　5.1 試驗裝置　5.2 試驗儀表與誤差分析　5.3 脈沖液體射流泵基本性能試驗　5.4 脈沖液體射流泵最優(yōu)參數(shù)試驗　5.5 脈沖液體射流泵裝置性能試驗　5.6 脈沖液體射流泵能量平衡試驗第6章 脈沖液氣射流泵基本性能研究　6.1 液氣射流泵國內(nèi)外研究應(yīng)用概況　6.2 液氣射流泵概念　6.3 脈沖液氣射流泵基本理論方程　6.4 脈沖液氣射流泵基本性能方程　6.5 脈沖液氣射流泵基本性能試驗研究第7章 射流泵內(nèi)部流場數(shù)值模擬　7.1 計算流體力學(xué)（CFD）概述　7.2 控制方程及算法　7.3 Eulerian模型　7.4 液體射流泵內(nèi)部流場的數(shù)值模擬　7.5 液氣射流泵內(nèi)部液氣兩相流場的數(shù)值模擬第8章 液體射流泵裝置流體過渡過程研究　8.1 概述　8.2 射流泵全特性理論分析　8.3 液體射流泵裝置過渡過程研究　8.4 液體射流泵反常工況試驗附錄　附錄1 恒定液體射流泵基本性能方程　附錄2 恒定液體射流泵裝置性能方程　附錄3 恒定液體射流泵裝置效率方程　附錄4 恒定液體射流泵頂點效率方程參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：脈沖射流現(xiàn)象最早發(fā)現(xiàn)于19世紀(jì)中期。1858年，Leconte是一名醫(yī)生但他對聲學(xué)很有研究，在一次音樂晚會上，他發(fā)現(xiàn)氣燈火苗隨著大提琴的音調(diào)變化而不斷地作有節(jié)奏的跳動，因此他發(fā)表一篇題為《a deaf man might have seen the harmony》的文章。1867年，Tyndall指出火苗的跳動是由于通過氣燈噴嘴孔將要變成紊動的燃?xì)馍淞鲗Ω鞣N樂調(diào)敏感引起的。1896年，Rayleigh指出脈沖射流柱面上的渦街不穩(wěn)定，因此當(dāng)聲波通過射流出口就會在射流柱面上不斷產(chǎn)生表面波，而這些表面波加速射流成為脈沖射流，并增加射流的混合率，Rayleigh當(dāng)時沒有給出這些波的準(zhǔn)確表達(dá)式。

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