湿压缩过程中水滴的运动分析

湿压缩过程中水滴的喷入对压气机性能具有显著影响。为了研究水滴在压气机内的运动情况,对单级轴流压气机的湿压缩过程进行了数值分析。结果表明,水滴在压气机内主要受气流拖拽力的作用,雷诺数与韦伯数整体较小,发生振荡破碎的可能性较大,并且集中于转子叶前缘附近;湿压缩过程中会有水滴撞击叶片,不仅对水滴的运动破碎产生影响,还会造成叶片的附加载荷;较小的水滴颗粒传热传质效果较好,湍流波动强度较弱,对气流造成的粘性损失较小。所以,湿压缩效果需要综合考虑水滴产生的蒸发冷却、阻力损失与撞击作用的影响,选取较小的水滴颗粒和适当的喷雾量。     

射流冷却对航空发动机压气机的特性分析

针对高马赫数下航空发动机高温进气问题,本文建立了高空环境下预冷段-压气机内气雾蒸发冷却的数学模型。基于欧拉-拉格朗日多相流数值方法分析了不同喷雾条件和高空环境时压气机特性变化。结果表明:在高空高马赫数环境下,喷水冷却可以增加进气流量、抑制温升、增大总压比;在一定范围内较大的喷水量和较小的液滴尺寸,有利于降低总温比、提高总压比,同时有利于降低压气机压缩耗功及增加效率。因此,航空发动机压气机前增设进气预冷段进行射流冷却,可以有效改善压气机的工作特性。     

转炉干法除尘中所用喷嘴的特点

(1)所喷射的水必须能100％蒸发．只有100％蒸发，喷雾所去除的粉尘(约总粉尘量的40％至60％)才能保证是干灰，这样就可以省去庞大的污水、泥浆回收处理系统．为了能100％蒸发，喷雾颗粒平均就必须小于100μm．尤其是要保证在喷水量随烟气量和温度变化调节时仍能保证喷雾平均颗粒小于100μm，并且最大颗粒不超过某一数值．     

增压柴油机进口加湿压气机性能研究

本文提出了进口加湿对实验高温环境及高原地区等恶劣工作条件下增压柴油机功率恢复的新途径；并通过进行进口加湿对压气机性能影响的理论和试验研究，给出了研究压力机内蒸发压缩过程的研究方法，结合进口加湿实验研究，初步验证了通过进口加湿降低压气机出口温度，减小压缩功等理论，为最终实现增压柴油机功率恢复提供了理论依据。     

基于"薄膜理论"的单个水滴在高温烟气中蒸发参数研究

针对干法除尘蒸发冷却器中高温转炉烟气条件下的单颗粒水滴蒸发过程进行了研究,在传统液滴蒸发模型的基础上,引入了"薄膜理论",建立了一个简化的蒸发模型,在模型中考虑了随温度变化的热物性参数、Stefan流、以及液滴瞬态加热等因素对水滴蒸发过程的影响,得到了瞬间蒸发速率、液滴表面温度、液滴直径随蒸发时间的变化规律,以及烟气温...     

试论级间喷水湿压缩技术的应用

本文介绍湿压缩技术的发展过程和特点,论证应尽早开展级间湿压缩技术的应用研究,给出了ＳＩＡ－０２燃气轮机压气机在级间喷水的改装设计。     

空调用蒸发式冷凝器能耗实验研究

当室外气温较高时,风冷热泵系统冷凝器存在换热效果下降的问题,而蒸发式冷凝器可以改善此问题,蒸发式冷凝器因此逐步得到广泛重视。为研究采用蒸发式冷凝器制冷系统的能耗情况,通过正交实验的方法,对比研究了蒸发式冷凝器与风冷式冷凝器在相同工况下压缩机能耗情况,并对影响其性能的因素进行了分析。研究表明,各因素对压缩机耗功量的影响能力依次为：冷凝器进口空气温度、速度及冷凝器喷水量。压缩机耗功量随进口空气温度的升高、进风空气速度降低而增大,随喷水量增加存在先减小后保持不变的现象。     

一类有潜力的制冷剂替代物的循环特性

给出了一些碳氢化合物的性质和饱和特性曲线.采用美国NIST的REFPROP软件分析了这些碳氢化舍物在冷凝温度一定时的循环特性,包括压缩特性,即压缩比及等熵压缩后制冷剂蒸汽温度与蒸发温度之间的关系;循环的热力学特性,即循环卡诺效率与蒸发温度之间的关系;以及单位体积制冷量与蒸发温度之间的关系.讨论了碳氢化合物的可燃性.指出碳氢化合物是一类有潜力的性能优良而又无公害的制冷剂替代物,可以用于许多小型的制冷系统中.     

喷气织机压气机压缩过程能量利用率分析

本文以喷气织机的压气机为研究对象,分析讨论了在不同压缩状态下压气机的实际循环功和能量利用率,经计算得出的结论是:压气机在绝热状态下,其能量利用率高于其他压缩状态。本文还讨论了压气机放气压力以及余隙对压气机能量利用率的影响。     

地铁用间接蒸发冷却器换热性能影响因素

为解决地铁站冷却塔设置难题,提出了一种采用低速电机驱动旋转布水装置的间接蒸发冷却器,在两种布置方式下,对其换热性能进行了单因素实验,并运用正交实验法对较优布置方式下影响换热器换热的因素进行了分析。结果表明：两种布置方式下,喷嘴与蒸发冷却器的间距、两组换热管束间距均存在最佳值,喷嘴双侧旋转布水优于单侧旋转布水;换热器平行气流布置且喷嘴双侧旋转布水为较优布置方式,此时,换热器换热量随喷水量、转速、空气速度、冷却水进口温度的增加以及喷水温度、空气温度的降低而增大,其中,冷却水进口温度对换热器换热影响最为显著,其他因素对其换热的影响从主到次顺序为：喷水量、空气温度、空气速度、喷水温度、转速、冷却水流量。     

Mathematical model and general laws of wet compression

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模拟舰船燃机压气机级间流场的喷水雾化实验研究

压气机级间喷水是舰船燃气轮机较理想的中冷技术，而此技术的关键是产生小雾滴的雾化技术，本文给出了向模拟燃气轮机压气机级间流场喷水雾化实验研究的目的。设备，测量系统，雾化机理，实验方案及步骤，给出了在模拟燃气轮机压气机组间流场内进行的喷水的不同喷入方式，不同气流速度下雾化特性和对流场阻力特性影响的实验研究结果，通过对实验结果的分析，得出喷嘴的安装方式对压气机组间流场损失的影响及雾化效果影响的结论。     

Energy conversion characteristics of reciprocating piston quasi-isothermal compression systems using water sprays

Air compressors are vital and have numerous industrial applications. Approximately 8% of the annual operating electricity consumption in industrial countries is constituted by due to the use of air compressors. Because the poor heat transfer to the environment in the rapid compression process, the compression is non-isothermal, the efficiency of compressors is restricted. To improve their efficiency and achieve isothermal compression, this study proposes energy conversion reciprocating piston quasiisothermal compression using a water spray. First, a mathematical model of a reciprocating piston compressor with water sprays was established. Through experimental investigation and simulations, the mathematical model was validated. The energy conversion characteristics of the reciprocating piston compressor were then studied. To reduce compression power and enhance compression efficiency, it was first discovered that the critical parameters were the input pressure of the driving chamber, water spray mass, and compression volume ratio, which were then evaluated thoroughly. The higher the inlet pressure of the driving chamber, the faster the air compression velocity. Additionally, the compression efficiency was elevated as the water spray mass was gradually increased for a given compression volume ratio. When the compression volume ratio was increased from 2 to 3, the compression power increased from 172.7 J/stroke to 294.2 J/stroke and the compression efficiency was enhanced from 37.3% (adiabatic) to 80.6%. This research and its performance analysis can be referred to during the parameter design optimisation of reciprocating piston quasi-isothermal compression systems using water sprays.     

膨胀率对湿蒸汽自发凝结流动影响的数值分析

结合液滴成核、生长理论,在无滑移假设下,导出了描述存在自发凝结湿蒸汽两相流动的方程组,对喷管中的湿蒸汽自发凝结不平衡稳定两相流动进行了数值模拟,得到了沿喷管轴向蒸汽两相参数的分布。分析了相同进口蒸汽参数和喷管形状下,膨胀率对蒸汽压力、过冷度、水滴半径、蒸汽湿度沿轴向分布和成核率大小的影响。汽轮机内湿汽损失的大小与蒸汽过冷度、水滴半径、湿度大小和由于凝结产生的“压力冲波”剧烈程度等因素有关,膨胀率是影响这些因素的主要参数。通过选择合适的膨胀率,对通流部分进行优化设计,控制蒸汽凝结的成核过程,可以预期减小级的湿汽损失。     

海水源热泵系统的节能研究

传统海水源热泵应用于北方沿海地区,存在冷热负荷与温差不匹配、压缩机压缩比过大、系统的供热性能系数较低等问题.对原有系统进行改造,提出了一种新型串、并联混合式海水源热泵空调系统.以天津某建筑的海水源热泵空调系统作为研究对象,对两种系统进行了性能分析和比较,为海水源热泵系统节能研究提供一种新思路.     

注蒸汽燃气轮机的性能模拟及其分析

本文利用计算机对现有燃气轮机注蒸汽的改装性能进行了模拟计算.考虑具体燃气轮机各部件性能影响,给出模拟计算的模型及对日本S1A-02型燃气轮机注蒸汽改装性能模拟的结果.分析表明,在现有的燃气轮机进行注蒸汽改装时,其首要的限制条件是压气机的喘振裕度,因而最佳注汽量的选择方式与一般的注蒸汽循环计算中的选择方式有所不同.本文还讨论了原机参数对余热锅炉设计参数的影响.     

发动机进气流量对前缘水滴撞击特性的影响

为了掌握发动机进气流量对水滴撞击特性的影响规律,采用欧拉方法建立水滴运动方程,基于分区多块结构网格体系求解水滴运动轨迹,提出了复杂外形飞机水滴撞击特性的计算方法.基于该方法对发动机进气道唇口进行水滴撞击特性分析,研究了不同发动机进气流量对进气道唇口水滴撞击特性的影响.结果表明,发动机进气流量越大,水滴收集系数最大值越大.因此,航空发动机吊舱进气道前缘的防除冰系统设计必须考虑不同飞行状态下进气流量的影响.     

Steady air injection flow control for increasing the surge margin of radial flow compressor

Steady air injection upstream of the leading edge was used to increase the surge margin of a centrifugal compressor.To reveal the mechanism,steady numerical simulations were performed on a high pressure ratio centrifugal compressor rotor operated with a rotor tip speed of 586 m/s.Eight different injection yaw angle with four different injection mass flow was performed to determine the configuration that provide the best results for the compression system studied in this work.The injection angle,α,was fifteen degree and the injectors were placed at short distance(ten percent of the inlet tip radius upstream of the compressor face) to achieve maximum control over the leading edge flow by varying individual injection parameters.The results show that at design speed(n=50 000 r/min) with injection flow rate more than 2% of the main flow rate and yaw angle between 20° and 30°,the mass flow rate at stall decreases for approximately 8%.But with higher injection rate,other compressor parameters were affected such as compressor efficiency and compressor total pressure ratio.     

矩阵电导法测量湿饱和蒸汽干度的研究

在地下石油矿储中，除了较易开采的轻质油，还有许多不能直接开采的稠油，稠油油藏常用注汽热采的方式进行开采。蒸汽干度是稠油热采工艺中衡量湿饱和蒸汽品质的重要参数，对稠油热采效率有重要影响。提出了一种新的注汽管道内湿饱和蒸汽干度测量方法--矩阵电导法，并在此基础上结合水和蒸汽的热力学性质，建立了矩阵电导法测量湿饱和蒸汽干度的算法模型。分析了测量误差产生的原因以及减小误差的方法，并对矩阵下瞬时截面水域边缘面积的计算进行了插值处理，从而使利用算法模型对湿饱和蒸汽干度测量的绝对误差小于±3.0%。该方法为实现实时监测蒸汽干度提供了可靠的方法，对提高稠油热采的效率有重要意义。