抬包喷射器的设计研究

论文摘要

抬包喷射器是电解铝生产线上的主要设备,用于把在喷射器前的压力较低的介质吸走,其工作性能的好坏直接影响电解铝生产效益,探究抬包喷射器的设计方法与技术,具有重要的工程意义。 论文作者介绍了抬包喷射器的作用、结构及其工作原理,总结分析了抬包喷射器使用中存在的问题,运用流体力学理论,建立了同相弹性介质气体喷射器动力学分析模型。以喷射器动力学分析模型为基础,详细探讨了抬包喷射器分类中气体引射器、气体压缩器的设计方法与技术,通过对喷射器动量方程的求解,着重解决了喷射器结构、几何尺寸的设计与计算方法;推导出了最大喷射系数的计算公式;定性分析了喷射器结构、几何尺寸、流体速度、流体压力、流体温度诸方面对喷射器工作性能的影响,建立了喷射器极限工作状态的计算方法。通过气体压缩器工程设计实例,演示了应用上述研究成果进行喷射器设计的设计流程与步骤,经现场使用表明,上述设计方法与技术可行,能合理解决抬包喷射器的设计问题。作者最后运用现代设计方法,编制了同相弹性介质气体抬包喷射器的计算机辅助设计程序,提出了用浮动解区间(弦位法)寻优求解气体动力函数的数学方法,该软件的推出与使用使设计人员从复杂繁琐的手工设计计算中解脱出来,极大地提高了设计效率,通过生产使用表明,软件设计正确,运行可靠。以上关于抬包喷射器的设计方法与技术、计算机辅助设计软件不仅能解决电解铝生产线上抬包喷射器设计问题,而且能使所设计的喷射器具有最佳性能,这对提高抬包喷射器设计质量与设计效率、解决电解铝生

论文目录

• 第一章 概论
• 1.1 电解铝厂生产线主要设备及生产工艺
• 1.2 抬包喷射器的作用、结构组成、工作原理
• 1.3 抬包喷射器分类
• 1.4 抬包喷射器设计使用中存在的问题
• 1.5 本论文研究内容及研究方法
• 第二章 同相弹性介质抬包气体喷射器的设计理论
• 2.1 喷射原理
• 2.2 喷射器的力学描述
• 2.3 气体动力函数
• 2.4 小结
• 第三章 气体引射器设计探讨
• 3.1 可达到喷射系数的确定
• 3.1.1 冲量值integralfromn=f2tof3（pdf）的求解方法、
• 3.1.2 求混合室出口截面上混合流体的速度
• 3.1.3 求混合流体的截面面积
• 3.1.4.动量方程式（3-1）的求解方法
• 3.2 最大喷射系数的求解方法
• 3.3 气体引射器几何尺寸计算
• 3.3.1 喷嘴主要几何尺寸
• 3.3.2 混合室扩散器部分主要几何尺寸
• 3.4 结构因素对引射器主要性能的影响
• 3.5 极限喷射系数
• 3.6 小结
• 第四章 气体喷射压缩器设计探讨
• 4.1 气体压缩器工作状态及最佳喷射系数
• 4.2 几何尺寸计算
• 4.3 影响气体压缩器特性的主要系数
• 4.3.1 引射流体的速度系数K2
• 3／f_p^*对气体压缩器特性的影响'>4.3.2 比值f₃／f_p^*对气体压缩器特性的影响
• 4.3.3 混合流体的温度对喷射器的影响
• 4.4 气体喷射压缩器的极限状态
• 4.4.1 第一极限状态
• 4.4.2 第二极限状态
• 4.4.3 第三极限状态
• 4.5 喷射压缩器的调节
• 4.6 小结
• 第五章 引射器工程计算实例
• 5.1 气体引射器的工作标志
• 5.2 气体引射器最佳喷射系数
• 5.3 引射器几何尺寸计算
• 5.3.1 最佳尺寸比例
• 5.3.2 绝对尺寸
• 5.3.3 气体喷射器结构尺寸
• 5.4 小结
• 第六章 同相弹性介质抬包喷射器计算机辅助设计
• 6.1.抬包喷射器传统手工计算过程及存在的问题
• 6.2 抬包喷射器计算机辅助设计相关技术问题
• 6.2.1 数值变化规律
• 6.2.2 气体动力函数
• 6.2.3 f（λ）函数讨论及弦位法求解f（λ）=0
• 6.2.4 解入起始区间的浮动
• 6.2.5 符号约定
• 6.3 程序框图
• 6.3.1 主程序框图
• 6.3.2 气动力学计算子程序框图
• 6.3.3 几何尺寸计算子程序框图
• 6.4 工程计算
• 6.5 图纸设计
• 6.6 小结
• 第七章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的主要研究成果