菱镁矿射流浮选机流场模拟与结构优化

针对低品位菱镁矿不同粒径颗粒的浮选、及时调节湍流动能等问题,对射流浮选机内混合流体流场与浮选机曝气器下降管末端产生的湍流进行数值模拟与仿真分析,得到混合流体在浮选机内的速度云图与管口末端的湍流动能云图。针对数值分析的结果进行研究,通过在现有射流浮选机的基础上进行参数改进以及加装结构的方式,以适应对不同颗粒大小的待浮选矿石所需的不同湍流动能。对现有射流浮选机的下降管倾角参数进行了分析优化,在此基础上,针对不同颗粒的浮选要求设计了不同的加装结构。模拟结果表明,适当地下降管倾角能够稳定管口末端的湍流,还可以有效防止下降管末端产生湍流空腔;为使参数改良后的射流浮选机更加适合细颗粒矿石的浮选,通过在原下降管基础上加装一段无倾角的下降管延长管,使加装结构后的管口末端产生的湍流动能更能符合细粒浮选的要求,为最大程度地适应细颗粒的浮选要求且不使延长管整体过长,该延长管的最佳长度为20 mm;对延长管后再加装一段可拆装的下降管,使浮选机产生适应粗颗粒浮选所需要的低湍流动能浮选环境,为使加装后湍流动能尽可能低以满足加装后能够适应粗颗粒浮选的湍流要求,该延长管后下降管的最佳垂直长度为30 mm及以上。     

超大面积比射流泵性能的数值模拟与流动分析

对超大面积比射流泵进行了三维数值模拟研究。采用Realizable k-epsilon湍流模型和标准壁面函数法,对面积比分别为57.4和60.05的单喷嘴射流泵进行了数值模拟和结构优化。基于数值模拟结果,对泵内压力和速度分布进行了分析。试验研究表明:对于超大面积比射流泵,随着流量比的增加,被吸流体阻力增加较快,导致压力比下降趋势不同于常规面积比射流泵的线性下降,从而呈现抛物线形式;随着面积比的增加,最高效率点右移,所需最优喉管长度也增大;对于超大面积比射流泵,工作流体进入喉管后仍有足够的空间进行径向扩展,其内部流场更近似于无限空间伴随射流。     

50ZB-30C型射流式自吸喷灌泵的设计与试验

通过理论计算及有限元分析对碗式回流阀进行了结构优化,使阀在泵完成自吸后,自动关闭回流孔.对射流喷嘴进行结构设计,并研究了3种射流喷嘴尺寸对自吸性能的影响,通过试验找出了与该泵匹配的最佳方案.通过水力设计、回流阀与喷嘴结构的设计优化,泵效率比国家标准的规定值提高了9%.     

低压大流量自激振荡脉冲射流喷嘴结构参数优化研究

通过对上喷嘴直径分别为8mm和10mm的低压大流量自激振荡脉冲射流喷嘴系统的试验研究得到了其结构参数的最佳配比关系，并与以往高压小流量自激振荡脉冲喷嘴优化的结构参数配比相比较，阐明了引发差异的原因。试验结果对自激振荡脉冲射流喷嘴结构的设计具有指导意义。     

冰雪消除车燃气射流除冰装置的设计

通过对燃气射流清除冰雪技术的理论与试验研究,提出利用航空发动机燃气射流除冰的方法,对除冰装置结构进行了优化设计,并通过高速公路除冰试验,取得了较好的除冰效果,满足研制任务要求,证明结构设计方案可行。     

甲醇低压喷射射流特性试验

在定容弹上利用高速摄影进行不同背压下3种喷油器的甲醇低压喷射射流特性试验。测量3种喷油器不同背压下单次喷射的甲醇质量。使用Matlab软件对数字图像进行后处理,测取射流贯穿距离和射流锥角。结果表明,甲醇射流的贯穿距离、射流锥角和单次喷射的甲醇质量随背压的增加而减小。当背压增加到0.15 MPa以上时,射流贯穿距离快速减小。在喷射初期,射流的锥角较大,随着射流的发展,锥角以波动形式向减小方向变化,最后趋于3.8°。3种喷油器的质量流量随背压的变化符合伯努利方程的变化趋势。2孔和4孔喷油器的质量流量比伯努利方程的理论计算数值大。当背压达到与喷射压力相同的0.3 MPa时,3种喷油器喷射的甲醇质量随喷射时间的增加趋于定值。     

基于数值计算方法的水下合成射流推力特性

研究了水下合成射流的数值计算方法,对比了不同网格尺度、不同边界层尺度以及不同湍流模型对合成射流流场以及推力的影响,结果发现,推力计算结果对网格尺度、边界层尺度及湍流模型并不敏感。将推力数值计算结果与已有的试验结果进行了对比,两者具有很好的一致性,验证了数值计算方法的正确性。研究了不同L/D（L为活塞直径,D为出口直径）条件下合成射流激励器的推进效率,结果显示,当L/D值在4附近时,合成射流推进效率最高;当L/D值偏离4时,推进效率降低,这与已有的试验结论一致,进一步证实了数值方法的正确性。建立了水下合成射流的推力模型,该模型将合成射流的推力分为以下3个部分：质量变化引起的动量变化、加速度引起的动量变化以及外部流体的阻滞作用。结合该模型,对一种出口可偏转合成射流激励器不同偏角下的推力进行了对比分析,证明合成射流的高效率源自于外部流体的阻滞作用。     

磨料浆体射流去毛刺技术在喷油器体台阶孔上的应用

根据喷油器体本身的结构和特点,提出一种磨料浆体射流去毛刺技术.该技术以磨料、水及添加剂混合物为去除毛刺介质,以高压油泵为动力,以PLC技术进行逻辑控制,符合环保要求.以冷态方式来去除喷油器体台阶孔毛刺.经实际使用,产品质量明显提高.     

冰射流清洗积碳研究

针对目前发动机积碳难以去除的问题，提出使用冰射流清洗技术对发动机积碳进行清洗。在通过扫描电子显微镜对汽车发动机活塞和气门杆表面积碳微观形貌观察的基础上，探究了冰射流清洗技术工艺参数对发动机积碳清洗效果的影响规律，并通过响应面法得到了冰射流清洗活塞和气门杆的较优工艺参数，最后揭示了发动机积碳冰射流清洗机理。结果表明，冰射流清洗活塞积碳的较优工艺参数为0.7 MPa喷射压力、90°喷射角度、2 cm喷射距离，冰射流清洗气门杆的较优工艺参数为0.7 MPa喷射压力、65°喷射角度、3.9 cm喷射距离；冰射流清洗效果是冰粒的冲蚀、撞击和剪切共同作用的结果；冰射流未对发动机基体造成损伤。     

燃油缸内直喷式发动机喷油器噪声分析与控制

随着喷油压力的增大,燃油缸内直喷式发动机喷油器的噪声问题突显。通过深入分析燃油缸内直喷式发动机喷油器的结构和工作原理,研究燃油缸内直喷式发动机喷油器噪声产生的机理,确定噪声主要来源于油压脉动和机械振动。从优化燃油缸内直喷式发动机喷油器的结构入手,提出三个降低怠速噪声的方案,并进行测试验证。结果表明,稳流降噪管可以改善低频的油压脉动噪声,减振垫片和悬吊式喷油器可以改善高频的机械振动噪声。     

多孔式射流钻头流场数值模拟研究

多孔式射流钻头是应用于径向水平井技术的一种新型射流钻头。本文建立了多孔式射流钻头流场计算模型,采用RNGk-ε湍流模型进行数值计算,分析了射流钻头内外不同区域的流场分布情况和局部流动特性。模拟计算结果表明:多孔式射流钻头有效扩大了井底冲击区,有利于扩大成孔直径;反向射流冲刷井壁,可以进一步扩大孔径,其反推力平衡了正向射流的反推力,有利于轨迹控制;反向射流的附壁作用,增大了喷嘴局部阻力系数。射流钻头入口及环空的压力和流量的数值模拟结果与试验测试结果一致。     

增程式新能源汽车用发动机喷油器噪声测试系统研究

为了对增程式发动机喷油器进行选型及噪声测试,提出了一种模拟电喷系统控制喷油的控制电路。根据发动机实际工作状态,通过INCA软件记录发动机的外特性及万有特性下的喷油脉宽,以此为基础将DAM10E三缸发动机拟选用的A、B、C喷油器及油轨样品在此试验系统上进行测试。噪声的测量采用BK 2270声级计,测试结果通过BK BZ-5503软件进行简单的对比分析,从而为喷油器及油轨的优化提供依据。试验结果表明:该模拟控制电路实现了喷油脉宽的控制,同时噪声采集系统给出了频域的分析,对发动机怠速噪声大的问题进行了优化。     

确定性磁射流抛光技术

介绍一种新型的磁场辅助稳定射流的确定性精密抛光技术--磁射流抛光技术.磁射流抛光利用局部外加轴向磁场固化含有磨料的磁流变液射流束,产生准直的硬化射流束进行相对远距离的确定性精密抛光.介绍该工艺的工作原理,其次定性分析了聚束射流形成的原因,通过一系列试验验证了该工艺精密抛光深凹表面的可行性,还进行磁射流去除波纹度的试验研究,基于计算机控制光学表面成形技术进行去除函数的优化计算.试验结果表明磁射流集束性好,对于抛光距离不敏感,因此在高陡度的凹形光学零件和内腔等复杂形面的确定性精密抛光中具有潜在的独特优势.     

火箭发动机射流动力学仿真研究

本文基于计算流体动力学理论,利用数值仿真手段,对火箭发动机燃气射流流场进行了仿真研究,探索火焰尾流结构和参数分布特征;并对火箭发射过程导流槽内部燃气射流特性参数分布进行数值模拟,结合实测结果,揭示数值仿真应用于火箭发射场导流槽设计的可行性。     

射流流量计的仿真与试验研究

以流场仿真为基础,设计射流流量计内部流道结构,研究射流流量计内部流场的速度分布和压力分布,并研究射流附壁诱发流体交替振荡的机理,提出主射流的偏转过程实际上是两个共同作用于主射流的涡流强弱交替的过程。在此基础上,以仿真模型优化射流流量计,通过试验验证射流振荡的效果以及管道流速与流体振动频率之间的特性关系。并设计出计量范围0．55～6．50 m／s(气体介质)、精度等级高于2级的射流传感器,为射流流量计的结构改进和优化设计提供了有效的途径。     

火箭发动机射流动力学仿真研究

本文基于计算流体动力学理论,利用数值仿真手段,对火箭发动机燃气射流流场进行了仿真研究,探索火焰尾流结构和参数分布特征;并对火箭发射过程导流槽内部燃气射流特性参数分布进行数值模拟,结合实测结果,揭示数值仿真应用于火箭发射场导流槽设计的可行性.     

射流元件复杂湍流场的高分辨率高精度解

针对射流控制元件的流场存在复杂激波与涡系时的特点,采用一种新的强紧致一ENO三点加权格式求解这类复杂的流场.该格式用于雷诺平均Navier--Stokes方程组,其对流项与粘性项分别采用三阶与四阶精度,湍流模式采用Realizable k-ε模型,同时计算了7种工况.数值计算结果表明:使用该格式可以成功地捕捉到Coauda效应,即在无控制流条件下,当喉部总压低于临界值时,出现流动偏离现象.从计算结果中可看出回流区以及边界层的分离,而且可以高分辨率地捕捉到复杂的激波结构与涡系结构.计算得到的数值结果与试验值符合较好,显示了该格式的可行性与有效性,对指导射流元件的气动设计具有重要的意义.     

射流泵全特性曲线的研究

分析和定义了射流泵全特性曲线的基本内容及运行工况。运用流体力学基本理论，导出了射流泵正压反流运行工况的性能方程，并根据射流泵的几何结构，经分析计算得到了正压反流运行工况的简化方程。通过对射流果正压正流和正压反流运行工况的系统试验研究表明，理论分析与试验结果基本吻合。     

高压力增益偏转板射流伺服阀正交仿真试验研究

为提升偏转板射流伺服阀前置级的压力增益,采用正交试验设计与流场仿真相结合的方法,开展优化射流结构参数研究,综合考虑射流盘厚度、射流槽宽度、喷嘴宽度以及接收孔圆角半径4个结构参数对前置级压力特性的影响。结果表明,通过正交仿真试验得到的一组优化参数,相较于初始参数,其前置级的中位压力提高了15.9%,压力增益提高了19.1%,实现了前置级压力增益提升的目标,为偏转板射流伺服阀射流结构参数设计提供了依据。     

径向水平井自进式旋转射流钻头流场特性分析

为解决径向水平井钻进过程中破岩效率和自进能力的问题,设计了一种自进式旋转射流钻头。运用数值模拟方法,采用RNG k-ε湍流模型对所设计射流钻头的内外流场进行了三维流动特性分析,并分析了射流钻头结构参数对喷嘴流场特性的影响规律,进一步优化了自进式旋转射流钻头。结果表明,自进式旋转射流喷嘴外流场的轴心速度在喷嘴中心线上的速度最大,随着径向半径的增大,轴向速度迅速减小;切向速度沿喷嘴径向呈现出经典的"N"形分布,有利于增大射流破碎岩石的深度和破碎面积;径向速度呈轴对称分布,存在明显的漫流层,有助于岩屑的脱离;自进式旋转射流钻头导向叶轮的螺距和导叶数量,对射流速度有着重要的影响;喷嘴直径对射流流场特性的影响较大。经过优化,得到射流钻头的叶轮螺距16mm,导叶数为2,喷嘴直径为1mm。