双旁路两级引射器：多效蒸馏系统中残余能量再利用与性能提升的创新设计

本文综述了一种创新型双旁路两级引射器（DBTSE），旨在解决传统引射器对工况波动敏感及内部流体混合过程动能浪费严重的问题。研究通过优化旁路几何结构（如位置与尺寸），显著提升了引射器的卷吸性能（最大提升23.03%），并首次提出了DBTSE的运行状态曲线与优化设计准则，为多效蒸馏（MED-TVC）等系统的节能增效提供了新方案。

　　

Highlight

两级引射器

根据实际应用条件的不同，两级引射器（TSE）具有不同的结构。本研究中提出的双旁路两级引射器（DBTSE）是基于Han等人（2023）设计的TSE结构进行结构更新和性能优化的。表1列出了TSE结构的详细参数。TSE的物理示意图和内部结构如图1所示。如图所示，TSE由两个单级引射器结构组成，前者的出口与后者的入口相连。

模型建立

在引射器研究中，二维和三维模型已被用于模拟和预测。相关研究表明，这两种模型在性能参数和流场特性方面的模拟结果相似。考虑到计算成本，本研究采用二维模型进行后续的模拟验证。

本研究根据前述几何参数建立了DBTSE的数值模型。

网格无关性验证

不同的网格数量可能会影响引射器的模拟结果。因此，本节建立了五个具有不同网格数量的模拟模型来验证网格无关性。表2列出了用于DBTSE网格无关性验证的操作条件。这五套网格的网格数量分别为73727、165333、198461、247708和354917。图5展示了使用不同网格数量的数值模型获得的流场特性分布。

结果与讨论

在TSE内部的流体混合过程中，存在显著的机械能和动能损失。此外，当驱动压力高于设计压力时，TSE性能迅速下降，并浪费大量动量。相关研究表明，在引射器的等截面段和扩压段附近总是存在低压区域。因此，提出了一种带双旁路的两级引射器（DBTSE），旨在提高多效蒸馏（MED）系统的能量效率和引射器性能。探讨了DBTSE旁路结构的关键几何参数（如旁路位置和尺寸）对引射器性能的影响，并确定了最优的旁路结构。分析了边界条件对DBTSE性能的影响，并首次获得了DBTSE的运行状态曲线。最后，对DBTSE和TSE的性能进行了研究和比较，以评估所提出结构在性能改进方面的实用性。

结论

本研究提出了一种带双旁路的两级引射器（DBTSE），旨在减少冗余动能的浪费并增强TSE的卷吸能力。探讨了DBTSE旁路结构的关键几何参数对引射器性能的影响，并确定了最优的旁路结构。分析了边界条件对DBTSE性能的影响，并获得了DBTSE的运行状态曲线。最后，对DBTSE和TSE的性能进行了比较。