本发明专利技术属于机械设计和流动控制技术领域，具体涉及一种空间分布环缝与传统环缝相结合的引射器装置。该引射器装置包括由外至内布置的引射器壳体、集气室、传统环缝引射体和分布式环缝引射体四个部分；传统环缝引射体位于引射器壳体内侧，分布式环缝引射体位于传统环缝引射体内侧，传统环缝引射体和分布式环缝引射体通过中空加强筋进行连接；分布式环缝引射体由若干个环缝单元体组成。传统环缝引射体和环缝单元体的环缝腔体为引射气体通道，环缝单元体的中心腔体以及传统环缝引射体和分布式环缝引射体之间的腔体为被引射气体通道。该引射器装置增加了引射气体和被引射气体的掺混区域，提升了引射气体和被引射气体的掺混度，提高了引射效率。高了引射效率。高了引射效率。
【技术实现步骤摘要】
一种空间分布环缝与传统环缝相结合的引射器装置
[0001]本专利技术属于机械设计和流动控制
，具体涉及一种空间分布环缝与传统环缝相结合的引射器装置。
技术介绍
[0002]流体是气体和液体的统称，大多数流体如空气、水、天然气和石油，都是人们生活和生产不可或缺的物质。
[0003]在一般生活中，人们对流体的流动速度要求并不高，如自来水、暖气和天然气等，只需要一定的流动速度和流量就可以满足要求了。但在生产和科研活动中，人们常常需要通过高能流体对低能流体进行引射，提高低能流体的流量。在天然气中后期开采中，由于气田压力较低，需要加装引射器装置对气压相对较低的天然气进行引射，以提高天然气产量；在发电厂中，燃料燃烧设备、蒸汽锅炉给水系统和汽轮机调节系统等均需要设计安装不同类型的引射器装置对低能流体进行引射；在暂冲式高速风洞中，需要在风洞管道的下游设计相应的引射器装置，对上游气流进行引射，使试验段气流较容易地达到相应设计要求；在飞行器进气道风洞试验中，低马赫数试验时，依靠自然流动，进气道流量往往达不到模拟要求，需要通过引射增大进气道流量。
[0004]传统引射器装置采用单一环缝的结构形式，是应用时间最早、加工制造最简单的引射器装置，传统引射器装置存在以下缺点：一是引射流体和被引射流体只有一个掺混面，能量和物质交换区域较小，引射效率较低；二是引射流体和被引射流体掺混速度慢，所需掺混段较长，且混合流体均匀性较差；三是引射器装置外形尺寸较大，安装空间要求高。由于传统引射器装置从环缝喷射出的高速流体，对掺混段壁面起到强力的冲刷作用，掺混段壁面基本不存在流体附面层，掺混流体的流通面积得到了有效保证。
[0005]影响引射器装置引射效率的主要因素是引射气体和被引射气体的掺混度，掺混度越高，引射效率越高。随着科技的不断进步，分布式设计思想在各个领域得到了广泛应用。空间分布环缝引射器装置是一种高效引射器装置，采用分布式设计思想，通过按空间分布设置若干个小型环缝单元体，增加了引射气体和被引射气体的掺混面，提高了引射效率。但空间分布环缝引射器装置还存在一定的不足：引射器掺混段壁面存在一定厚度的附面层，且随着流动的发展，附面层会逐渐增厚，掺混段的流通面积会逐渐有所减小，影响引射器装置的引射效率。
[0006]为了进一步提高引射器装置的引射效率，需要创新技术手段，充分发挥空间分布的环缝引射装置和传统引射器装置的优势，将两种引射方式进行融合式设计，发展一种空间分布环缝与传统环缝相结合的引射器装置，进一步提高引射器装置的引射效率。
技术实现思路
[0007]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种空间分布环缝与传统环缝相结合的引射器装置，用于提升引射气体和被引射气体的掺混度，提高引射效率。
[0008]本专利技术的空间分布环缝与传统环缝相结合的引射器装置，其特点是，所述的引射器装置包括由外至内布置的引射器壳体、集气室、传统环缝引射体和分布式环缝引射体四个部分；传统环缝引射体位于引射器壳体内侧，分布式环缝引射体位于传统环缝引射体内侧，传统环缝引射体和分布式环缝引射体通过中空加强筋进行连接；引射器壳体由引射器核心段前端壳体、引射气体入口段和引射器后段组成；集气室由引射器核心段、引射气体入口段和引射器后段之间连通的腔体构成；传统环缝引射体由引射器核心段后端壳体与引射器后段前端共同组成；分布式环缝引射体由若干个环缝单元体组成；传统环缝引射体为轴对称结构，截面为圆环，传统环缝引射体的腔体前端与集气室连通，腔体后段的引射器核心段后端壳体外表面与引射器后段前端内表面构成环缝腔体，环缝腔体内设置有喷管；环缝腔体为引射气体通道的组成部分；分布式环缝引射体包括若干个环缝单元体，环缝单元体为旋成体双层管体结构，分布式环缝引射体的前段通过中空加强筋与引射器核心段壳体连接，加强筋的中空部分为集气室的组成部分，为环缝单元体提供引射气体流动通道；环缝单元体腔体后段设置有喷管；环缝单元体的环缝腔体为引射气体通道的组成部分，中心腔体为被引射气体通道；传统环缝引射体和分布式环缝引射体之间的腔体为被引射气体通道的组成部分；各环缝单元体前端面共同组成整流孔板，整流孔板上的一个孔对应一个环缝单元体的中心腔体；引射气体入口段设置高压气体入口，集气室与高压气体入口连通；引射器后段依次包括掺混段和扩张段，掺混段为引射气体和被引射气体的掺混区域，扩张段具有减速增压作用；被引射气体经被引射气体通道流入掺混段；同时，高压气体从高压气体入口进入集气室后，分别经传统环缝引射体和分布式环缝引射体喷出形成引射气体；传统环缝引射体喷射出的引射气体在掺混段内形成一个大的圆环形的掺混区域；分布式环缝引射体喷出的引射气体在掺混段的大的圆环形的掺混区域内形成多个小的圆环形的掺混区域；被引射气体和引射气体在掺混段内掺混后，流入扩张段；高压气体的压力范围为0.6MPa~0.8MPa。
[0009]进一步地，所述的高压气体压力足以使喷管产生超声速流动，高压气体压力大小由喷管型面及掺混段的压力确定。
[0010]进一步地，所述的喷管为全喷管、半喷管中的一种或者两种组合；全喷管截面形状相对于环缝腔体中线对称，内外两侧型面先收缩后再扩张，中间形成喉道；半喷管外侧的截面形状与全喷管外侧的截面形状相同，内侧为光滑壁面；喷管马赫数由扩张出口尺寸与喉道尺寸比值确定，比值越大，喷管马赫数越大。
[0011]进一步地，所述的引射器核心段和引射气体入口段之间、引射气体入口段和引射器后段之间充入密封胶或者安装垫片。
[0012]进一步地，所述分布式环缝引射体所包含的环缝单元体的尺寸、数量和间距根据引射器内腔尺寸以及被引射气体流量，通过计算机仿真模拟确定。
[0013]进一步地，环缝单元体前段和引射器核心段之间连接所采用的中空加强筋的数量和中空部位的尺寸根据强度要求和引射气体流量要求，通过计算机仿真模拟确定。
[0014]本专利技术的空间分布环缝与传统环缝相结合的引射器装置适用于包括气体和液体
在内的流体引射控制。
[0015]本专利技术的空间分布环缝与传统环缝相结合的引射器装置具有以下特点：1.采用空间分布环缝引射与传统环缝引射相结合的设计方法，充分发挥了两种引射方式的优势；空间分布环缝引射采用分布式设计思想，在引射器管体内腔，按空间分布的方法设置的若干个环缝单元体，产生了若干个小圆筒形的薄层高能气体，形成了若干个小圆筒形能量和物质（质量）交换区域；传统环缝引射产生了大圆筒形的薄层高能气体，形成了大圆筒形能量和物质（质量）交换区域；二者共同提高了引射气体和被引射气体的掺混度，提高了引射器装置的引射效率，降低了掺混的长度；2.传统环缝喷射出的大圆筒形的薄层高能气体对掺混段壁面产生了冲刷作用，抑制了掺混段壁面附面层的生成和发展，充分保证了掺混段的流通效率，对引射器装置的引射效率提高发挥了积极的作用；3.各环缝腔体的前端和中空加强筋形成了一个“天然”的大容量的集气室，能够为环缝单元体提供足够的高能气体；中空加强筋不仅为分布式环缝引射体提供了支撑作用，为高能流体的流通提供了通道，还有利于集气室本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种空间分布环缝与传统环缝相结合的引射器装置，其特征在于，所述的引射器装置包括由外至内布置的引射器壳体、集气室（4）、传统环缝引射体和分布式环缝引射体四个部分；传统环缝引射体位于引射器壳体内侧，分布式环缝引射体位于传统环缝引射体内侧，传统环缝引射体和分布式环缝引射体通过中空加强筋（8）进行连接；引射器壳体由引射器核心段（1）前端壳体、引射气体入口段（2）和引射器后段（3）组成；集气室（4）由引射器核心段（1）、引射气体入口段（2）和引射器后段（3）之间连通的腔体构成；传统环缝引射体由引射器核心段（1）后端壳体与引射器后段（3）前端共同组成；分布式环缝引射体由若干个环缝单元体（7）组成；传统环缝引射体为轴对称结构，截面为圆环，传统环缝引射体的腔体前端与集气室（4）连通，腔体后段的引射器核心段（1）后端壳体外表面与引射器后段（3）前端内表面构成环缝腔体，环缝腔体内设置有喷管；环缝腔体为引射气体通道的组成部分；分布式环缝引射体包括若干个环缝单元体（7），环缝单元体（7）为旋成体双层管体结构，分布式环缝引射体的前段通过中空加强筋（8）与引射器核心段（1）壳体连接，加强筋的中空部分为集气室（4）的组成部分，为环缝单元体（7）提供引射气体流动通道；环缝单元体（7）腔体后段设置有喷管；环缝单元体（7）的环缝腔体为引射气体通道的组成部分，中心腔体为被引射气体通道；传统环缝引射体和分布式环缝引射体之间的腔体为被引射气体通道的组成部分；各环缝单元体（7）前端面共同组成整流孔板，整流孔板上的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：李方吉，赵清，夏洪亚，宁荣辉，孟逸飞，姜釜源，畅利侠，毛代勇，刘靖，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：
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