热虹吸自喷射式制冷系统中喷射器的设计.pdf

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Vol.30No.1安徽工业大学学报(自然科学版)第30卷第1期
January2013J.ofAnhuiUniversityofTechnology(NaturalScience)2013年1月

文章编号：1671-7872(2013)01-0029-05

热虹吸自喷射式制冷系统中喷射器的设计

胡爱凤
（安徽工业大学冶金与资源学院，安徽马鞍山243002）

摘要：通过分析制冷系统中喷射器截面积设计的气体动力学方法及轴向长度设计的经验公式，得出热虹吸自喷射制冷系统中
喷射器的结构设计方案。采用该方案设计制冷负荷为2kW，发生、冷凝、蒸发温度分别为363，303，283K，水为制冷剂的热虹
吸自喷射制冷系统的喷射器。采用Fluent6.3软件模拟出的喷射器进出口温度和压力与所设计的喷射器的给定条件吻合较好，
喷射系数的模拟值与计算值相对误差小，为0.8%。结果表明采用此方案设计热虹吸自喷射制冷系统喷射器的可行性。
关键词：喷射器；制冷系统；热虹吸
中图分类号：TB6文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1671-7872.2013.01.007

EjectorDesignofThermo-siphonSelf-injectionRefrigerationSystem

HUAifeng
(SchoolofMetallurgy＆Resources，AnhuiUniversityofTechnology，Ma'anshan243002，China)

Abstract:Basedongasdynamicsdesigningmethodofejectionsectionsandempiricalformulasofitsaxiallength,
astructuraldesignapproachwasgivenfortheejectionofthermo-siphonself-injectionrefrigerationsystem.With
refrigerantwater,thestructuresizesoftheejectorofrefrigerationload2kWwerecalculatedatgeneratortemperature
363K,condensertemperature303K,andevaporatortemperature283K.Thepressureandtemperatureofimportsand
exportssimulatedwithFluent6.3softwarearecompatiblewiththatofboundaryconditions.Therelativeerrorof
entrainmentratiobetweensimulationandcalculationisonly0.8%,whichindicatesreliabilityandpracticabilityofthis
approach.
Keywords：ejector；refrigerationsystem；thermosyphon

热虹吸自喷射制冷系统是一种基于热管原理研发的喷射式制冷系统[1]，热管是一种新型的高效传热元
件，具有等温性好、导热率高、结构简单等优点[2]。喷射器安置在热管的内部，是热虹吸自喷射式制冷系统的
核心部件，其扩压比和喷射系数直接影响进入蒸发器中制冷工质的量，进而影响制冷系统的制冷效果。喷射
器结构简单，但其内部流场包含激波、黏性干扰、分离涡、真实气体效应等，作用机理复杂，对其还没有形成完
善的设计理论[3]。目前设计喷射器的方法主要有3种，即经验系数法、经典力学法和气体动力学法。经验系
数法要求设计人员具有一定的经验，因而它的应用受到限制；经典热力学法物理意义明确、比较直观且计算
简便，主要缺陷在于对混合过程进行了大大的简化；气体动力学法是在动量守恒的基础上，引进折算速度、相
对速度、等熵速度、相对压力、相对密度等函数，把气体或蒸气的折算等熵速度与热力学参数相联系，借助自
由流束理论推导出喷射系数的方法。采用气体动力学法对喷射器的设计较经典热力学法合理，能够计算出
极限压缩比和喷射系数的限定作用，设计的喷射器可用性强[4]。为此，文中根据气体动力学方法，探讨热虹吸
自喷射式制冷系统中喷射器的设计方案。

收稿日期：2012-07-12
基金项目：安徽省高校自然科学研究项目(KJ2011Z040)；安徽工业大学SRTP项目(2012003)
作者简介：胡爱凤(1979