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6mm喉管直径的拉瓦尔管数据分析

作者:2200kw发电机组     时间:09-09
6mm喉管直径拉瓦尔管的形状与喉管直径为4mm的拉瓦尔管形状相同。拉瓦尔喷管进气孔直径为8mm,喉管处直径为6mm,进气孔的形状为收缩型锥形管道,上下两侧的圆孔为进水孔,进水孔共有8个,分别均布在拉瓦尔喷管的一周分析高压气体的膨胀功率与喷射出二相流的质量流量之间的关系。 在实验过程中,华全水泵厂将6mm直径喉管的拉瓦尔管的进水孔面积减小一半,观察其实验结果跟进水孔面积没有发生变化时的差异。另外还与4mm直径喉管的拉瓦尔管的实验结果进行横向比较。 表1中的数据是6mm直径喉管的实验数据,对其分析可知,二相流的质量流量随着膨胀功率的增大而增大,如图1中曲线所示。对多组实验数据的分析可知,工作气体的压力是影响喷射泵的重要因素之一,由于气体压力高时具有的压力能较大所以喷射泵的抽吸能力和喷射能力都比较强。在气体压力相同或相近的数据分析比较中可知,气体的速度越高,华全管道泵抽吸流体的质量流量就越多。由此可知,在保证压力的前提下,提高气体的速度和质量流量也是提高喷射泵工作效率的重要因素。因此合理拉瓦尔管的结构尺寸直接影响喷射泵工作状况。 表中数据都是在实验平台加入了二相流测量装置后实验所得数据,跟表中的实验数据相比,增加了二相流的动量分析,这两组实验数据的区别在于喷射泵进水孔面积不同,表2中的数据是在进水孔面积减半后所得实验数据。 对以上所有实验数据分析后,华全水泵厂有以下结论: (1) 高压气体引射喷水泵抽吸性能是随工作气体的膨胀功率增大而增大。 (2) 当喷射泵的进水孔面积减小后,其抽吸液体的质量流量下降。 (3) 高压气体的速度越快,喷射泵抽吸的液体质量就越大,喷射出二相流的动量也越大。 在本次实验过程中注意到装有拉瓦尔管的密封箱上部形成一部分真空,由于密封都很好,经分析是由于华全管道泵的抽吸能力较强,而水的补给量小于喷射泵的吸水量造成的,原因是水流量计的管路上虽然有很多进水孔和出水孔,但是由于孔径太小,供水的阻力较大,而导致减少的水量不能及时补充。针对这种情况,把水流量计管道上的进水孔和出水孔都扩大,减小吸水时的阻力,加快水的补给速度,这样密封箱中减少的水量便能够得到充足及时的补充。通过后续的实验可以证明该措施切实有效,密封箱中没有再出现水面下降的情况。 喉管直径为6mm的拉瓦尔管进水孔面积减小一半和进水孔面积没有发生变化两种情况下实验数据,其中进水孔面积没有发生变化的数据是用曲线拟合得到的,进水孔面积减小一半的数据是用插值法得到的。可以看到,进水孔面积减小后,排出的二相流的质量流量相对减少,这样直接导致喷射泵喷射出的二相流动量减小。 本文研究的高压气体引射喷水泵与涡轮发动机相结合,解决涡轮机功率和效率对航深变化的敏感性,希望华全水泵能够喷出较大的二相流,产生较大的反推力作为辅助动力来减少涡轮机的功率损失。所以任何使喷射泵二相流动量减小的因素都是不利因素。研究的目的是要优化设计拉瓦尔管,使二相流喷出的动量最大。

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