1.4 本书的主要内容
1.理论研究
本书首先运用非恒定流体动力学理论来建立脉冲液体射流泵理论模型;其次运用湍射流边界层理论,研究脉冲液体射流泵内流速分布规律和传能及传质的机理,确定基本理论模型中有关修正参数的表达式,主要推导出有关脉冲射流泵的流速系数表达式;再运用能量平衡分析原理,推导脉冲液体射流泵主要流动部件的能量损失压力比的表达式,并对流动部件的能量转化与耗损及其对脉冲液体射流泵基本性能的影响进行分析。
2.数值计算研究
建立脉冲液体射流泵的数值计算模型,对时均值性能进行数值计算,以验证性能方程的合理性与正确性。分析各参数(如面积比、流量比、脉冲频率、流速系数及动量修正系数等)对脉冲液体射流泵能量及质量传递的影响。
3.试验研究
根据脉冲液体射流泵的性能方程和流动特点,设计脉冲液体射流泵的试验模型,进行模型性能试验,进一步验证理论分析的正确性,完善脉冲液体射流泵的设计理论,为设计高效优化的脉冲液体射流泵提供参考。对试验与数值计算结果进行对比分析,深入分析脉冲液体射流泵的性能与流动机理,系统分析面积比、流量比,脉冲频率等参数对其性能的影响,试图发现其影响的规律性,不断修正其理论与数学模型,以期对脉冲液体射流泵的设计、性能优化及运行工况的确定具有指导与参考作用。
本书共分5章,各章内容安排如下:
第1章是绪论部分。在广泛阅读了国内外大量有关文献的基础上,确定了本书的研究背景、意义及内容,对射流泵的应用及研究进展进行了综述。通过系统分析,最后总结出了目前脉冲液体射流泵研究方面存在的一些问题,确定了本书的主要研究内容和研究方法与技术路线。
第2章是理论研究部分。首先,对脉冲液体射流泵的基本性能进行理论研究,在前人理论与试验研究的基础上,着重研究脉冲液体射流泵时均值基本方程中的流速系数,推导喉管和喉管进口段的流速系数φ2和φ5的计算表达式,为后面的数值计算和试验结果分析提供理论基础。其次,对脉冲液体射流泵的能量平衡问题进行理论研究,主要运用能量平衡分析原理,推导脉冲液体射流泵主要流动部件的能量损失压力比的表达式,并对流动部件的能量转化与能量损失及其对脉冲液体射流泵基本性能的影响进行理论分析,探讨影响脉冲液体射流泵性能的各种因素。最后,推导脉冲液体射流泵最优参数方程。
第3章是关于脉冲液体射流泵性能的数值计算。主要建立了恒定与脉冲液体射流泵的计算模型,制定了计算方案与步骤,并编程进行了数值计算。通过数值计算的方法还分析了基本性能方程中一些其他参数的变化规律及对性能的影响。数值计算方法为分析研究脉冲液体射流泵的性能提供了一种有效的工具。
第4章是关于脉冲液体射流泵性能的试验研究。根据设计的具体试验模型,确定了脉冲液体射流泵与恒定液体射流泵两组性能试验方案,明确了试验目的与原理,构建了试验装置系统,制定了试验方法与步骤,对试验结果进行了系统的分析。试验是在常温常压下,工作流体与被吸流体均为清水,主要是运用射流泵的准二维理论,对恒定液体射流泵与脉冲液体射流泵的性能进行理论分析,并将试验测量结果绘成图形,比较分析不同面积比下的脉冲与恒定液体射流泵性能差异的原因,频率变化对脉冲液体射流泵性能的影响等。此外,对试验结果和数值计算结果做了对比分析,由此可看出二者吻合较好,从而相互印证了本书推到的脉冲液体射流泵基本方程的正确性,也说明了数值计算中分析的各参数对性能影响的正确性,为进一步探明脉冲液体射流泵内部流动机理提供了可靠的依据。
第5章对全文的研究成果进行了总结,对今后的研究方向进行了展望。