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喷射器的研究与应用虽然已有100多年的历史,但对于出口流体与工作流体压差要求很小的情况,现有的喷射器是无法实现的。本文突破了多级串联必须从级间抽走部分介质这一观念的束缚,对具有重要应用价值的多级串联喷射器,从理论基础和实际应用两个角度,进行了研究探讨。 本文首先建立了一套以空气为介质的多级串联喷射器实验台,然后从理论和实验两个角度对多级喷射器系统进行了较为全面的研究,开展的工作和所得的结论主要有: 第一,结合现有的喷射器研究成果,推导了反映全压缩比与喷射系数之间相互关系的基本方程,并对其各种极限状态进行了较为详细的分析。 第二,对设计方法进行了一定的摸索,主要得到了设计点宜取下限的选定原则;串联级数的确定方法;全压缩比不均匀分配的实用原则;各级喷射器类型的选定方法等。 第三,探讨了它的安装调试维护管理基础,主要是对收缩喷嘴的射流特征及其在喷射器中的最佳位置的确定方法进行了研究;同时根据实验结果,结合文献资料对拉瓦尔喷嘴的最佳位置的确立方法进行了完善。 第四,以大量的实验为依据,提出并讨论了两个喉径匹配试验时的“中间迟钝区”现象,对其成因进行了初步的分析,同时给出了这一现象出现时机的简易判据。 第五,利用多种条件下的实验结果,重点分析了全压缩比与喷射系数的对应关系,得出了多级喷射器具有与单级喷射器完全相似的变化规律,即在一定范围内,随着全压缩比的下降,其喷射系数会缓慢地增加。 第六,结合相应的实验结果,讨论了多级喷射器的其它有关问题,主要包括:管路的大小和光洁度,引射口的大小和方向,喷嘴的出口大小和安装的同心度,以及工作流体和环境温度等因素,对多级喷射器性能的影响情况。 在完成上述工作的同时,本文还进行了具体的工程应用研究探讨。受国家天然气总公司和辽河油田的委托,我们承接了“利用天然气回收高架罐油挥发气”的工程项目。该项目要求混合气与天然气的压差很小,远远超出了目前喷射器所能达到的范围,同时如果采用多级则不允许从级间引走部分介质,使得后面各级的引射量相对很大,这样的多级串联迄今为止尚未见过应用和研究报导。我们根据自己的研究成果,设计了一套专用的多级串联喷射器系统,成功地解决了这一工程难题。 通过本文的研究,初步达到了以下目的:解决了喷射器研究应用中出现的新问题;提出了多级串联喷射器的一些相关理论;提供了具体的设计方法;给出了安装调试的实施过程和管理使用中的注意事项等等,进一步拓宽了喷射器的应用领域。