[发明专利]一种基于亲疏性组合表面协同调控的气液两相喷射器

说明书

本发明提供了一种基于亲疏性组合表面协同调控的气液两相喷射器，包括：主动喷嘴，用于喷出工作流体；引射喷嘴，用于喷出引射流体；混合腔，与主动喷嘴和引射喷嘴连接，用于将工作流体与引射流体混合形成混合流体；出口扩散腔，与混合腔连接，用于将混合流体进行增压排出；以及调节喷针，设置在主动喷嘴内，用于调节主动喷嘴的喉部面积，其中，主动喷嘴、混合腔以及出口扩散腔的内表面为疏油疏液态工质的微纳复合结构，用于促使润滑油和液态工质向喷射器流场中心自主弹跳，调节喷针的表面为亲油亲液态工质的微纳复合结构，用于使得润滑油和液态工质定向沿调节喷针的轴向方向微纳米通道流向调节喷针末端，并在调节喷针末端随着高速流体进入混合腔。

技术领域

本发明属于喷射器及喷射式循环系统技术领域，具体涉及一种基于亲疏性组合表面协同调控的气液两相喷射器。

背景技术

喷射器是一种利用高压流体抽吸低压流体的装置，被广泛应用到化学工程、核反应堆、电厂、石油和制冷工业中。蒸汽压缩式热泵制冷循环系统中，采用喷射器替代传统节流阀可以显著提高系统性能效率。气液两相喷射器性能效率可以通过调节喷针和喷射器壁面加热等方式调节优化，喷射器出口干度影响喷射式热泵循环系统制冷制热量及系统效率，热泵制冷系统中压缩机润滑油影响喷射器及系统性能效率。在目前的制冷空调工况下，系统中的最高温度远低于润滑油的沸点温度，润滑油始终以液态形式存在，在高干度情况下，润滑油将会积聚在喷射器内表面，对传热的不利影响增加。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于亲疏性组合表面协同调控的气液两相喷射器。

本发明提供了一种基于亲疏性组合表面协同调控的气液两相喷射器，具有这样的特征，包括：主动喷嘴，用于喷出工作流体；引射喷嘴，用于喷出引射流体；混合腔，与主动喷嘴和引射喷嘴连接，用于将工作流体与引射流体混合形成混合流体；出口扩散腔，与混合腔连接，用于将混合流体进行增压排出；以及调节喷针，设置在主动喷嘴内，用于调节所述主动喷嘴的喉部面积，从而调控引射比和气液相变过程，进而调控喷射器出口处液态工质和气态工质的比例及热泵制冷循环性能，其中，主动喷嘴、混合腔以及出口扩散腔的内表面为疏油疏液态工质的微纳复合结构，用于促使润滑油和液态工质向喷射器流场中心自主弹跳，调节喷针的表面为亲油亲液态工质的微纳复合结构，用于使得润滑油和液态工质定向沿调节喷针的轴向方向微纳米通道流向调节喷针末端，并在调节喷针末端随着高速流体进入混合腔。

在本发明提供的基于亲疏性组合表面协同调控的气液两相喷射器中，还可以具有这样的特征：其中，疏油疏液态工质的微纳复合结构和亲油亲液态工质的微纳复合结构通过改变表面物理结构和化学修饰进行制备。

在本发明提供的基于亲疏性组合表面协同调控的气液两相喷射器中，还可以具有这样的特征：其中，疏油疏液态工质的微纳复合结构的表面为多尺度粗糙结构，该多尺度粗糙结构模仿节肢动物跳虫的表皮结构或模仿超疏液微纳米鳞片与超疏液绒毛交错组成的复合结构。

在本发明提供的基于亲疏性组合表面协同调控的气液两相喷射器中，还可以具有这样的特征：其中，亲油亲液态工质的微纳复合结构模仿仙人掌针刺的微观结构。

在本发明提供的基于亲疏性组合表面协同调控的气液两相喷射器中，还可以具有这样的特征：其中，气态工质贴附在主动喷嘴以及混合腔内表面，阻碍油膜形成。

发明的作用与效果