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本文运用CFD(ComputationalFluidDynamics,CFD)对蒸汽喷射式热泵进行数值模拟研究,是以计算机为桥梁,把理论、试验与喷射泵的研制三者有机的结合起来,开辟了理论直接指导设计工作的途径。因为在计算程序中改变几何、物理因素以及改变环境条件比在实验中改变这些参数要容易的多,所以这既加快了研究速度,又节约了实验成本,从而有助于研究的深度和广度。本文采用计算流体动力学的软件CFD对蒸汽喷射器内的流体进行模拟研究,分析了热泵的工作性能与结构参数(包括喉管面积比、喷嘴出口与混合室的距离)、工作参数(包括混合流体压力、引射流体压力、工作蒸汽压力和工作蒸汽温度)等之间的关系。
根据前面数值模拟得到的蒸汽喷射式热泵的工作参数和结构参数对蒸汽喷射式喷射泵性能的影响规律,结合相关一维设计理论,以气体动力学函数法为基础,提出了蒸汽喷射式热泵在一定范围内的简化设计方法。
最后,根据上述分析和研究,按照某造纸厂提供的参数,运用上述的简化设计方法,为其设计了一个可调式蒸汽喷射式热泵,经过数值模拟,结果可靠且具有可实现性。并利用该热泵,对其原有的干燥部进行优化,最后完成整个干燥部热泵供热系统的设计,吨纸耗汽量比原来的供热系统可以低10%,节能效果显著。