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Jet Pump (IL)

等温流体网络中的喷射泵。

类型: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Turbomachinery.JetPump

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Isothermal Liquid/Pumps & Motors/Jet Pump (IL)

说明

喷射泵(IL)单元模拟等温流体网络中的喷射泵,其移动流体和吸入流体完全相同。驱动流体通过端口 *A 进入主喷嘴,并通过入口端口 S 吸入吸入流体。在喉管中混合后,合流体在扩散器中膨胀,并通过端口 B 排出。泵内的总压力变化是各泵段摩擦力和面积变化以及喉管处动量变化的总和。以下公式中的符号与喉管中的正流量相对应。

下图是喷射泵的示意图。

jet pump il 1 cn

压力随面积变化而变化

泵中的质量流量保持不变:

其中

  • - 是通过端口 A 的质量流量;

  • - 是通过端口 S 的质量流量;

  • - 通过端口 B 的质量流量。

利用质量守恒定律和伯努利定律,泵段面积的变化可以用压力的变化来表示。与喷嘴相关的压力变化为

0,以较大者为准。在此公式中:

  • - 最宽截面处的喷嘴面积,即参数 * 喷嘴面积 * 的值;

  • - 流体密度。

假定喷嘴的进口孔口远大于出口孔口。

虽然典型吸入管道的几何形状与喷嘴的形状并不相似,但当它过渡到喷嘴出口周围的环形间隙时,其面积同样会缩小。假定该环形间隙远小于吸嘴的面积。面积减小引起的压力变化为

0,以较大者为准。在此公式中, 是孔的横截面积。

扩散器膨胀时的压力变化为

其中 是扩散器入口和出口开口的横截面积之比,即参数 * 扩散器入口与出口面积比 * 的值。

*反向流

在可逆流情况下,不模拟喷嘴面积对压力变化的影响,因此从喉管流经喷嘴时不会出现任何压力增加。在模拟可逆流时,这可确保程序块的数值稳定性。

混合导致的压力变化

在喉管处,驱动流和吸入流发生混合。动量的变化与压力的变化有关:

其中 是最大和最小喷嘴横截面积之比,即参数 * 喷嘴与喉管面积比 * 的值。

摩擦造成的压力损失

由于喷嘴、吸入口、喉管和扩散器中的摩擦,气流会产生压力损失。这些损失的计算基于为每个部分确定的比率以及泵不同部分之间的面积或面积比率。请注意,无论流向如何,摩擦都会造成压力损失。喷嘴中摩擦造成的压力损失为

其中 是参数 * 初级流量喷嘴损失系数 * 的值。

通过环形间隙的吸入流因摩擦造成的压力损失为:

其中 是参数 *二次流入口损失系数 * 的值。

喉部摩擦造成的压力损失为

其中 是*喉损耗系数*参数的值。

扩散器中摩擦造成的压力损失为

其中 是*扩散器损失系数*参数的值。

请注意,该符号对应于从喉管流向*B*端口方向的负流量。损失是根据流速最高的区域确定的。因此,扩散器损失方程中使用的喉管面积等于扩散器入口面积。

喷嘴内的饱和压力

当压力值低于低压区的蒸汽饱和压力时,就会产生气穴。这会在液体中产生蒸汽空穴,并阻止通过泵的流量进一步增加。可通过在 * 最小喷嘴压力 * 中设置一个值来设置流量限制,超过该值后,液体速度将保持恒定。泵压力的总变化取决于该喷嘴出口压力阈值。喷嘴和扩散器之间的压力变化定义为

,以较小者为准。

喷嘴中的总压力变化为:

环形间隙中的总压力变化为

假设和限制

  • 驱动流体和吸入流体相同。

  • 假设喉管处的混合均匀且完全。

  • 喷嘴入口孔口远大于出口孔口,吸入流体的环形间隙远小于入口孔口。

  • 对于可逆流,不模拟喷嘴中的压力变化。

  • 气蚀效应通过限制喉管处的最大流速来模拟。

端口

非定向

# A — 移动流体口
等温流体

Details

供驱动流体进入的端口。

程序使用名称

motive_inlet

# B — 混合流体端口
等温液体

Details

混合流体出口端口。

程序使用名称

outlet

# S — 吸入口
等温液体

Details

吸入流体入口。

程序使用名称

suction_inlet

参数

参数

# Nozzle area — 喷嘴入口面积
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

喷嘴最宽处孔口的横截面积。运动流体通过喷嘴进入喷射泵。

计量单位

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

默认值

1e-4 m^2

程序使用名称

nozzle_area

可计算

# Nozzle to throat area ratio — 喷嘴出口和喉管的横截面积之比

Details

喷嘴出口和喉部横截面积的特征比。

默认值

0.25

程序使用名称

nozzle_throat_area_ratio

可计算

# Diffuser inlet to outlet area ratio — 扩散器入口和出口孔的横截面积之比

Details

扩散器入口和出口截面积的特征比。

默认值

0.25

程序使用名称

diffuser_area_ratio

可计算

# Primary flow nozzle loss coefficient — 喷嘴摩擦损失系数

Details

表示由于喷嘴摩擦而导致的流动气流压力损失。

默认值

0.05

程序使用名称

primary_flow_loss_coefficient

可计算

# Secondary flow entry loss coefficient — 吸风管入口处的摩擦损失系数

Details

描述由于吸入管道入口处的摩擦而导致的吸入流压力损失。

默认值

0.005

程序使用名称

secondary_flow_loss_coefficient

可计算

# Throat loss coefficient — 颈部摩擦损失系数

Details

描述由于喉部摩擦造成的混流压力损失。

默认值

0.1

程序使用名称

throat_loss_coefficient

可计算

# Diffuser loss coefficient — 扩散器中的摩擦损失系数

Details

描述由于扩散器中的摩擦而造成的混合流压力损失。

默认值

0.1

程序使用名称

diffuser_loss_coefficient

可计算

# Minimum allowable nozzle pressure — 最小喷嘴出口压力
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

喷射泵中允许的最大压力变化。如果喷嘴出口压力低于此值,设备会模拟气蚀效应,将流体速度限制在最小喷嘴压力下的速度。

计量单位

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

默认值

1.0 Pa

程序使用名称

p_nozzle_min

可计算