專利名稱：兩級(jí)進(jìn)水超音速汽液兩相流升壓加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于通過與別的流體直接接觸泵送流體(F04F)和熱交換介質(zhì)直接接觸而相互不起化學(xué)反應(yīng)的熱交換設(shè)備(F28C)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱能向機(jī)械能轉(zhuǎn)換的兩級(jí)進(jìn)水超音速汽液兩相流升壓加熱裝置。
背景技術(shù)：
超音速汽液兩相流升壓加熱裝置是利用高速蒸汽流的動(dòng)能與過冷水混合形成超音速汽液兩相混合流，再經(jīng)過變截面通道后產(chǎn)生凝結(jié)激波，壓力升高成為熱水。超音速汽液兩相流升壓加熱裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、升壓能力強(qiáng)、換熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于進(jìn)入裝置的冷水與蒸汽的質(zhì)量流量比率較小，因此現(xiàn)有的超音速汽液兩相流升壓加熱裝置存在出口熱水與入口冷水溫差過大，即溫升過高的問題。裝置溫升過高，將嚴(yán)重影響裝置運(yùn)行穩(wěn)定性和應(yīng)用系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性，減小裝置應(yīng)用的范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠有效的增大進(jìn)入裝置的冷水與蒸汽的質(zhì)量流量比率，降低裝置的溫升，且保證了原有的升壓能力的兩級(jí)進(jìn)水超音速汽液兩相流升壓加熱裝置。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是包括與先漸縮再漸擴(kuò)的混合腔的入口相連通的蒸汽噴嘴和環(huán)形水噴嘴，與冷水管相連的環(huán)形水噴嘴設(shè)置在蒸汽噴嘴的外圍，其特點(diǎn)是，混合腔的喉部外圍設(shè)置有與二次冷水管相連通的二次水噴嘴。
本實(shí)用新型的另一特點(diǎn)是混合腔為內(nèi)表面采用流線型的軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)；混合腔的出口還可依次設(shè)置有相互連通的直管段和漸縮管，二次水噴嘴可設(shè)置在漸縮管的喉部外圍；二次水噴嘴為內(nèi)表面采用流線型的軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)；漸縮管為內(nèi)表面采用流線型的軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)。
由于本實(shí)用新型在現(xiàn)有裝置的混合腔喉部或者裝置出口位置增加了二次進(jìn)水的水噴嘴，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的需要，確定進(jìn)入裝置的冷水與蒸汽質(zhì)量流量比率，獲得所需的裝置溫升，且有效的增大進(jìn)入裝置的冷水與蒸汽的質(zhì)量流量比率，從而降低裝置的溫升。


圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖1(a)是實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖，圖1(b)是實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的工作原理圖，其中圖2(a)是實(shí)施例1的工作原理圖，圖2(b)是實(shí)施例2的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實(shí)施例1參見圖1(a)，本實(shí)用新型包括與先漸縮再漸擴(kuò)的混合腔4的入口相連通的蒸汽噴嘴1和環(huán)形水噴嘴3，與冷水管2相連的環(huán)形水噴嘴3設(shè)置在蒸汽噴嘴1的外圍，在混合腔4的喉部外圍設(shè)置有與二次冷水管5相連通的二次水噴嘴6。混合腔4和二次水噴嘴6為內(nèi)表面采用流線型的軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)能夠減小壁面阻力造成的損失，使得出口熱水具有很高的壓力，本實(shí)用新型的各部件均采用嵌入式安裝方式，便于裝卸和更換部件。
實(shí)施例2參見圖1(b)，本實(shí)用新型包括與先漸縮再漸擴(kuò)的混合腔4的入口相連通的蒸汽噴嘴1和環(huán)形水噴嘴3，與冷水管2相連的環(huán)形水噴嘴3設(shè)置在蒸汽噴嘴1的外圍，在混合腔4的出口依次設(shè)置有相互連通的直管段7和漸縮管8，二次水噴嘴6設(shè)置在漸縮管8的喉部外圍。
本實(shí)用新型的工作原理如下參見圖2(a)、(b)，本實(shí)用新型利用高壓蒸汽經(jīng)過超音速蒸汽噴嘴1膨脹后形成的超音速氣流作為動(dòng)力源，在變截面混合腔4中與低壓水噴嘴3的水流直接接觸后形成超音速的汽液兩相流，到達(dá)混合腔4喉部之前混合成均勻的超音速汽液兩相流，在混合腔4喉部形成凝結(jié)激波后，壓力提高并成為單相熱水，在流動(dòng)受阻塞的情況下產(chǎn)生凝結(jié)激波，實(shí)現(xiàn)壓力突變，在變截面混合腔4出口得到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過進(jìn)口蒸汽壓力的高壓水流，從而實(shí)現(xiàn)大幅度提高水壓的目的。在本實(shí)用新型在混合4腔喉部或者在混合腔4的出口位置增加二次水噴嘴6，引入二次進(jìn)水，從而有效的增大進(jìn)入裝置的冷水與蒸汽的質(zhì)量流量比率而達(dá)到降低裝置溫升的目的。
權(quán)利要求1.兩級(jí)進(jìn)水超音速汽液兩相流升壓加熱裝置，包括與先漸縮再漸擴(kuò)的混合腔[4]的入口相連通的蒸汽噴嘴[1]和環(huán)形水噴嘴[3]，與冷水管[2]相連的環(huán)形水噴嘴[3]設(shè)置在蒸汽噴嘴[1]的外圍，其特征在于在混合腔[4]的喉部外圍設(shè)置有與二次冷水管[5]相連通的二次水噴嘴[6]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級(jí)進(jìn)水超音速汽液兩相流升壓加熱裝置，其特征在于所說的混合腔[4]為內(nèi)表面采用流線型的軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級(jí)進(jìn)水超音速汽液兩相流升壓加熱裝置，其特征在于所說的混合腔[4]的出口還可依次設(shè)置有相互連通的直管段[7]和漸縮管[8]，二次水噴嘴[6]可設(shè)置在漸縮管[8]的喉部外圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的兩級(jí)進(jìn)水超音速汽液兩相流升壓加熱裝置，其特征在于所說的二次水噴嘴[6]為內(nèi)表面采用流線型的軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的兩級(jí)進(jìn)水超音速汽液兩相流升壓加熱裝置，其特征在于所說的漸縮管[8]為內(nèi)表面采用流線型的軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)。
專利摘要兩級(jí)進(jìn)水超音速汽液兩相流升壓加熱裝置，包括與先漸縮再漸擴(kuò)的混合腔的入口相連通的蒸汽噴嘴和環(huán)形水噴嘴，與冷水管相連的環(huán)形水噴嘴設(shè)置在蒸汽噴嘴的外圍，在混合腔的喉部外圍設(shè)置有與二次冷水管相連通的二次水噴嘴。本實(shí)用新型在現(xiàn)有裝置的混合腔喉部或者裝置出口位置增加了二次進(jìn)水的水噴嘴，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的需要，確定進(jìn)入裝置的冷水與蒸汽質(zhì)量流量比率，獲得所需的裝置溫升，且有效的增大進(jìn)入裝置的冷水與蒸汽的質(zhì)量流量比率，從而降低裝置的溫升。
文檔編號(hào)F28C3/00GK2746344SQ20042004198
公開日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2004年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者嚴(yán)俊杰, 邵樹峰, 劉繼平, 邢秦安, 陳國慧, 林萬超 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)