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蒸汽喷射器的实用性强,应用前景广泛且流动过程中存在着特殊的复杂性,为了提升其喷射性能有必要对其内部流动过程进行深入分析。本文围绕着蒸汽喷射器内部流体流动过程及其相变特性进行了深入的理论与实验研究,主要研究工作包括:建立了蒸汽喷射器单相数值计算模型,深入分析蒸汽喷射器内流体流动过程,并分析研究了流体工作参数和混合室结构参数对蒸汽喷射器喷射性能的影响。研究结果表明,蒸汽喷射器混合出口压力存在一个临界值,工作蒸汽入口压力存在一个最佳入口压力,喷射性能随着引射蒸汽入口压力的增加而逐渐提升,混合室存在一个最佳长度范围和一个最佳收缩角度。搭建了蒸汽喷射器可视化实验系统,应用可视化、高速摄像等技术对蒸汽喷射器内流体流动过程进行了可视化研究,实验研究了对蒸汽喷射器喷射性能有着重要影响的混合室内流体流动过程。实验结果表明,混合室内有明显液体存在,中轴线附近存在一股含有大量雾状小液滴的高速流动的湿蒸汽流,混合室壁面上存在有大量液滴以及液膜或多股水流。应用可视化实验与等压混合蒸汽喷射器理论深入分析了引射蒸汽入口压力对混合室内流体流动的影响。可视化实验结果表明,引射蒸汽入口压力越高,开始形成液膜或者多股水流的位置越靠前。开始形成液膜或者多股水流的位置越靠前,表明混合室壁面附近流体速度沿壁面位置增大的越快。等压混合蒸汽喷射器理论分析表明,随着引射蒸汽入口压力增大,等压混合的位置不变,等压混合时引射流体膨胀更加充分,流速增大。实验结果与理论分析在一定程度上得到了相互印证。建立了适用于跨音速两相流动的湿蒸汽模型,湿蒸汽模型中引入了凝结成核以及液滴生长模型。该模型是含有质量分数方程和液滴数密度方程的欧拉-欧拉两相流模型。应用湿蒸汽模型对蒸汽喷射器内两相流动过程进行了数值计算,研究结果表明,湿蒸汽模型下,蒸汽喷射器喷嘴内流体流动过程中存在凝结激波现象,蒸汽喷射器的引射系数略高于理想气体模型的,工作参数和混合室结构参数对于喷射器性能的影响规律与理想气体模型的相类似。针对湿蒸汽模型下蒸汽喷射器的引射系数略高于理想气体模型的结果,对比分析了理想气体与湿蒸汽模型中,蒸汽喷射器混合室内压力、速度、温度等参数的分布,进而阐明了湿蒸汽模型下蒸汽喷射器的引射系数略高于理想气体模型的原因。研究结果表明,湿蒸汽模型预测出现了凝结相变,相变潜热对蒸汽产生了加热作用,抵消了因气体膨胀导致的温度降低,所以湿蒸汽模型给出的流体的温度变化远小于理想气体模型的,这使得湿蒸汽模型中,蒸汽喷射器内部流场更加稳定,混合室内喷嘴出口和引射入口附近的局部高压明显小于理想气体模型的,工作蒸汽速度的降低也要小于理想气体模型的,使得湿蒸汽模型下工作蒸汽的卷吸能力强于理想气体模型的。湿蒸汽模型下,喷嘴出口压力略高于理想气体模型的,不利于蒸汽喷射器引射系数的提升。