一种涡流管喷嘴

摘要

本发明设计的涡流管喷嘴属制冷领域。特征在于，喷嘴的流道(1)采用了几何轴对称，气动上沿喷嘴流道的中心轴线按等马赫梯度的设计方法以使气流沿气流轴向速度为等马赫梯度增加，气体流动损失减小；喷嘴进气前流道(2)采用与喷嘴流道(1)在同一个平面上，沿中线等气体流速设计，即保持进气流道中心线的法向面上的速度与涡流管进口速度一致。本发明一方面可以提高涡流管的制冷温度效应；另一方面，可以提高涡流管达到最大制冷温度效应时的冷流率，从而提高涡流管的单位制冷量和制冷系数。

主权项

1、一种涡流管喷嘴，按气流的流向，包括喷嘴进气前流道(2)、喷嘴流道(1)，涡流室(3)，其特征在于：喷嘴流道(1)的型线采用了几何轴对称，沿喷嘴中心轴线按等马赫梯度的方法设计；具体结构为：喷嘴流道(1)的槽深为恒定值，喷嘴流道(1)一侧的型线A′B′E′上的弧线B′E′与涡流室(3)的壁面外圆周外切，另一侧弧线MAB上的弧线MA与喷嘴外圆周线内切；直线BB′的宽度为喷嘴流道出口处槽宽L0，直线AA′的宽度为喷嘴流道进口处槽宽，弧线A′B′与弧线AB关于其中心线OO′对称，并且这两条弧线形成的喷嘴流道的各个横截面的槽宽Li满足公式：$\frac{L_i}{L_o}=\frac{F_i}{F_o}$ F＝L×H$\frac{F_i}{F_o}=\frac{M_o}{M_i}\frac{{(1-\frac{k-1}{2}{M_i}^2)}^{\frac{k+1}{2(k-1)}}}{{(1+\frac{k-1}{2}{M_o}^2)}^{\frac{k+1}{2(k-1)}}}$ $M_i=M_e+\frac{M_o-M_e}{n}i$ 其中Mo为喷嘴流道(1)出口处的马赫数，取值范围：0.5～1，Me 为入口处的马赫数；F为喷嘴流道横截面的面积，H为喷嘴流道槽深，L为喷嘴流道槽宽；k为工作介质的绝热指数；n为流道的等分数；i为第i个等分点；其中Fo为喷嘴流道出口处流道横截面的面积，由下式确定：$F_o=\frac{G}{V_o}$ $V_o=\sqrt{2\frac{k}{k-1}{\mathrm{RT}}_e[1-{\left(\frac{p_o}{p_e}\right)}^{\frac{k-1}{k}}]}$ 其中G为经过喷嘴流道流体的体积流量；Pe，Po为涡流管的进口压力和出口背压；Te为涡流管的进口温度；k为工作介质的绝热指数；R为工作介质的气体常数；喷嘴流道(1)的型线A′B′E′与型线MAB上的点的位置满足以下关系：点E′、B均为涡流室(3)的壁面外圆周上的点，直线EE′是涡流室(3)的壁面外圆周的切线，并与直线FB平行，点B′为直线BB′在直线EE′上的垂足，所述的直线FB上的点F为根据流道数量确定的在喷嘴外圆周线上的等分点；点A′是喷嘴外圆周线上的点，点O′为直线BB′的中点，点O为直线A′A上的中点；点M为点F与靠近点A并与点A相邻的等分点之间的圆弧线上的中点。