專利名稱：旋流式超音速汽液兩相流升壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通過(guò)與別的流體直接接觸或通過(guò)利用泵送液體慣性泵送流體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種流體介質(zhì)與被泵送液體混合的或從被泵送液體產(chǎn)生的旋流式超音速汽液兩相流升壓器。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括一個(gè)三通形狀的殼體，在殼體的左側(cè)、上側(cè)和右側(cè)分別設(shè)置有通過(guò)連接件與殼體相連接的進(jìn)水管、進(jìn)氣管和直管段，直管段的輸出端又通過(guò)連接件與熱水出口管相連接，其特點(diǎn)是，進(jìn)水管內(nèi)開(kāi)設(shè)有漸縮結(jié)構(gòu)的水噴嘴，水噴嘴伸入直管段中的混合腔的進(jìn)口，在水噴嘴外壁與混合腔內(nèi)壁構(gòu)成的蒸汽進(jìn)口通道內(nèi)沿軸向均勻布置了構(gòu)成蒸汽噴嘴葉柵的葉片。這樣，在混合過(guò)程中引入了動(dòng)量矩守恒原理，可使蒸汽動(dòng)能最大限度地轉(zhuǎn)化為汽液兩相混合物的動(dòng)能。
本發(fā)明的另一特點(diǎn)是蒸氣噴嘴葉柵的進(jìn)口與軸向一致，出口與軸向成5～50度的夾角；混合腔為一先漸縮再漸擴(kuò)的流動(dòng)通道。
由于本發(fā)明在水噴嘴外壁與混合腔內(nèi)壁構(gòu)成的蒸汽進(jìn)口通道內(nèi)設(shè)置有出口傾斜的蒸汽噴嘴葉柵，當(dāng)蒸汽進(jìn)出口壓力在很大范圍內(nèi)變化時(shí)，蒸汽的出口速度方向?qū)⒆詣?dòng)變化，避免超音速的蒸汽流出現(xiàn)激波或者脫流現(xiàn)象，從而使進(jìn)口蒸汽的熱能最大限度地轉(zhuǎn)化為出口蒸汽的動(dòng)能。
參見(jiàn)

圖1，2，本發(fā)明包括進(jìn)水管2、進(jìn)汽管3、殼體1、水噴嘴4、蒸汽噴嘴葉柵5、混合腔6、直管段7及熱水出口管8，殼體1為三通形狀，殼體1的左面、側(cè)面及右面分別通過(guò)連接件與進(jìn)水管2、進(jìn)汽管3及直管段7相連接。在進(jìn)水管2內(nèi)開(kāi)設(shè)有漸縮結(jié)構(gòu)的水噴嘴4，直管段7中開(kāi)設(shè)有一先漸縮再漸擴(kuò)的混合腔6，混合腔6為流體提供—流動(dòng)通道，直管段7的輸出端即混合腔6的漸擴(kuò)端又通過(guò)連接件與出口熱水管8相聯(lián)，水噴嘴4伸入混合腔6的進(jìn)口，在水噴嘴4外壁與混合腔6內(nèi)壁構(gòu)成的蒸汽進(jìn)口通道內(nèi)沿軸向均勻布置有構(gòu)成蒸汽噴嘴葉柵5的葉片，蒸汽噴嘴葉柵5的進(jìn)口與軸向一致，出口與軸向成5～50度的夾角。
本發(fā)明的蒸汽由進(jìn)氣管3通過(guò)蒸汽噴嘴葉柵5產(chǎn)生帶圓周向旋轉(zhuǎn)的高速汽流，與由水噴嘴4進(jìn)入的冷水劇烈混合進(jìn)入混合腔6，由于在水噴嘴4外壁與混合腔6內(nèi)壁構(gòu)成的蒸汽進(jìn)口通道內(nèi)設(shè)置有蒸汽噴嘴葉柵5，使蒸汽在進(jìn)入混合腔6時(shí)不僅有軸向速度，還有很大的圓周向速度。兩相混合過(guò)程滿足動(dòng)量守恒定律，因此，兩相混合物的軸向速度由蒸汽的軸向速度與冷水的軸向速度決定。但是，蒸汽同時(shí)具有圓周向運(yùn)動(dòng)，因此兩相混合物也具有圓周向運(yùn)動(dòng)，其強(qiáng)度可由動(dòng)量矩來(lái)表示。根據(jù)動(dòng)量矩守恒定律，有 由于混合腔6為一先漸縮再漸擴(kuò)的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的蒸汽與冷水在混合腔6最小截面之前混合均勻，形成帶強(qiáng)烈圓周向旋轉(zhuǎn)的超音速汽液兩相混合物，在混合腔6最小截面處凝結(jié)激波后，其壓力升高成為熱水，該熱水具有很大的圓周向旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，經(jīng)過(guò)漸擴(kuò)的混合腔6的擴(kuò)壓段，其動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，使熱水管出口8熱水具有很高的壓力。在混合腔6的最小截面處，由于其截面半徑很小，為維持上述的兩相混合流的動(dòng)量矩值，需要很大的周向速度，此處兩相混合物具有很大的周向運(yùn)動(dòng)動(dòng)能，其總動(dòng)能也很大，因而蒸汽動(dòng)能轉(zhuǎn)換為兩相混合流動(dòng)能的效率及升壓性能都遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的超音速汽液兩相流升壓器。另外，由于兩相混合流具有圓周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因而凝結(jié)后的熱水也具有圓周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力使混合腔6出口的擴(kuò)壓段內(nèi)流動(dòng)不易產(chǎn)生分離，擴(kuò)壓段的長(zhǎng)度可以縮短，動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力的效率也會(huì)提高。
權(quán)利要求
1.一種旋流式超音速汽液兩相流升壓器，包括一個(gè)三通形狀的殼體[1]，在殼體[1]的左側(cè)、上側(cè)和右側(cè)分別設(shè)置有通過(guò)連接件與殼體[1]相連接的進(jìn)水管[2]、進(jìn)氣管[3]和直管段[7]，直管段[7]的輸出端又通過(guò)連接件與熱水出口管[8]相連接，其特征在于進(jìn)水管[2]內(nèi)開(kāi)設(shè)有漸縮結(jié)構(gòu)的水噴嘴[4]，水噴嘴[4]伸入直管段[7]中的混合腔[6]的進(jìn)口，在水噴嘴[4]外壁與混合腔[6]內(nèi)壁構(gòu)成的蒸汽進(jìn)口通道內(nèi)沿圓周方向均勻布置了構(gòu)成蒸汽噴嘴葉柵[5]的葉片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流式超音速汽液兩相升壓器，其特征在于所說(shuō)的蒸氣噴嘴葉柵[5]的進(jìn)口與軸向一致，出口與軸向成5～50度的夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流式超音速汽液兩相升壓器，其特征在于所說(shuō)的混合腔[6]為一先漸縮再漸擴(kuò)的流動(dòng)通道。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種旋流式超音速汽液兩相流升壓器，包括一個(gè)三通形狀的殼體，在殼體的左側(cè)、上側(cè)和右側(cè)分別設(shè)置有通過(guò)連接件與殼體相連接的進(jìn)水管和直管段，直管段的輸出端又通過(guò)連接件與熱水出口管相連接，進(jìn)水管內(nèi)開(kāi)設(shè)有漸縮結(jié)構(gòu)的水噴嘴，水噴嘴伸入直管段中的混合腔的進(jìn)口，在水噴嘴外壁與混合腔內(nèi)壁構(gòu)成的蒸汽進(jìn)口通道內(nèi)沿圓周方向均勻布置了構(gòu)成蒸汽噴嘴葉柵的葉片。本發(fā)明的蒸汽由進(jìn)氣管通過(guò)蒸汽噴嘴葉柵產(chǎn)生帶圓周向旋轉(zhuǎn)的高速汽流，與由水噴嘴進(jìn)入的冷水劇烈混合進(jìn)入混合腔，在混合腔最小截面之前混合均勻，其壓力升高成為熱水，經(jīng)漸擴(kuò)的混合腔的擴(kuò)壓段，其動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，使熱水管出口熱水具有很高的壓力。
文檔編號(hào)F28C3/00GK1414250SQ0214550
公開(kāi)日2003年4月30日 申請(qǐng)日期2002年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月10日
發(fā)明者劉繼平, 邢秦安, 嚴(yán)俊杰, 陳國(guó)慧, 林萬(wàn)超 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)