几何结构参数对喷射器性能影响的数值模拟

通过Fluent软件对CO2工质在喷射器中的流动进行模拟, 同时通过改变工作流体和引射流体的入口压力研究喷嘴临界截面直径对喷射系数的影响。模拟结果表明: 当保持喷射器的基本工作参数不变, 引射流体入口压力为一定值时, 喷射器喷射系数随喷嘴临界截面直径的减小而逐渐增大; 当保持喷射器的基本工作参数不变, 工作流体入口压力为一定值时, 喷射器喷射系数随喷嘴临界截面直径的增大而逐渐减小; 在喷射器的基本工作参数保持稳定时, 可以通过提高引射流体入口压力及工作流体入口压力2种方法提高喷射系数。     

太阳能喷射制冷系统高压侧制冷剂压力对系统性能的影响

运用实际工质的热力学性质,建立了喷射器的热力学计算模型,分析了采用不同的制冷剂时太阳能喷射制冷系统的性能.结果表明:随着喷射器进口压力的不断升高,喷射器的喷射系数和系统的性能系数COP都呈现不断增大的趋势,但喷射系数随着工作压力的升高先快速增加,而后增加趋势变缓;相对于喷射系数,系统COP的增长趋势较为平缓.     

运行参数对喷射器性能影响的数值研究

利用CFD软件对太阳能喷射式制冷系统中喷射器进行研究,结果表明:在同一蒸发器出口压力和冷凝器入口压力下,喷射系数随发生器出口压力的升高先增加后减小;喷射系数与蒸发器出口压力成正比,与冷凝器入口压力成反比;在同一蒸发器出口温度和冷凝器入口温度下,喷射系数随发生器出口温度的升高先增加后减小;随蒸发器出口温度的升高和冷凝器入口温度的降低,喷射系数逐渐增加.     

可调式气体喷射器调节性能计算分析

提出在喷射器喷嘴内插入喷针来调节喷射器工作参数的方案,建立了可调式喷射器性能计算模型,计算分析了喷嘴截面积变化对喷射系数、气体压力、气体流量等参数的影响。结果表明,通过对喷射器喉口面积的调节,可拓宽喷射器的有效工作范围,减小喷射器入口参数对出口参数的影响。     

跨临界CO2压缩喷射系统稳定性实验研究

为了研究跨临界CO2压缩喷射系统的稳定性,在自行搭建的实验台上进行了改变工作环境参数及调节节流阀开度对系统稳定性影响的实验.通过分析实验工况下工作流体压力、引射流体压力、背压、工作流体流量、引射流体流量、喷射系数和升压比的变化趋势,得出以下系统稳定性规律：当冷却水流量变化或节流阀开度变化时,系统将从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态,在过渡阶段系统处于不稳定状态;当节流阀开度接近全开（90%）时,工作流体压力将超过压力极限,工作流体流量将达到压缩机的阻塞工况,系统越来越偏离稳定工况,必须及时关闭系统;当节流阀开度接近全关（5%）时,引射流体流量不断减小,最终减小为零,喷射器不再卷吸引射流体,必须及时关闭系统.     

射水式喷射加热器结构设计计算与分析

应用气体动力学理论,参照一维等压混合分析方法,对射水式喷射加热器结构设计进行了研究,列出各主要结构尺寸的计算式。分析了主要结构参数对喷射器工作性能的影响,得出水喷嘴的出口截面离混合室入口截面距离,及水喷嘴出口截面与混合室喉部的截面比等主要参数对喷射器工作性能的影响规律。     

液环真空泵机组中大气喷射器性能的数值模拟

利用ANSYS CFX软件对液环真空泵成套机组中大气喷射器内的流场进行三维模拟,通过实验验证模拟的可行性和准确性。在对压力场和马赫数进行分析的基础上,探讨了变工况下喷射器性能的变化情况,着重讨论了出口压力对其性能的影响,得到在进口压力和引射压力不变的情况下,存在一临界出口压力,该临界压力对应喷射器的最佳工作点,为设计喷射器时选取出口设计压力提供了依据。     

不同进料方式下气液喷射器内流体流动和混合特征

利用Fluent模拟了喷射器内气液两相在不同进料方式下(气体进口中心线与液体进口中心线偏移量不同)的流体力学和混合特征。其中A方式偏移2.5 mm;B方式偏移0 mm;C方式偏移4.0 mm,此时气体与液体完全相切进料。结果表明:在相同的喷嘴速度时,A方式下喷射器压力降与空气卷吸量最大,C方式下气体和液体的碰撞机会少于其他进料方式,压力和空气卷吸量最小,B方式下喷射器压力降与空气卷吸量居中;而混合效果随着偏移量由大到小(C、B、A)依次增强,但是增强效果不很明显。同时,还以C方式为例讨论了喷射器内喷嘴速度与压力降及空气卷吸量的关系,两者都随着喷嘴速度的增大而增大,且喷射器的压力降与空气卷吸量呈显著的线性相关,相关系数高达0.984。根据模拟结果分析,当3种进料方式压力降相同时,C方式气体卷吸量最大,即相同喷射性能时C方式的能量损失最小。     

利用蒸汽喷射压缩器回收乏汽技术

结合现场案例，讨论蒸汽喷射压缩器在回收乏汽方面的应用．分析影响燕汽喷射压缩器喷射系数的主要因素，以及喷射系数与Yong效率的关系．计算说明压缩比的影响比工作蒸汽压力的影响更为显著，采用两级喷射器串联方式虽然可使单级的喷射系数提高，但系统总的喷射系数并不一定提高．蒸汽喷射压缩器存在较大的Yong损失，但由于回收了大量的已排出工艺外的乏汽，使蒸汽变废为利，增加了可使用能量的数量，不失为一项有效的节能措施．同时由于消除了低压蒸汽的放空现象，减少现场的噪音污染和热污染，改善了环境和劳动条件．     

热虹吸自喷射式制冷系统中喷射器的设计

通过分析制冷系统中喷射器截面积设计的气体动力学方法及轴向长度设计的经验公式,得出热虹吸自喷射制冷系统中喷射器的结构设计方案。采用该方案设计制冷负荷为2 kW,发生、冷凝、蒸发温度分别为363,303,283 K,水为制冷剂的热虹吸自喷射制冷系统的喷射器。采用Fluent6.3软件模拟出的喷射器进出口温度和压力与所设计的喷射器的给定条件吻合较好,喷射系数的模拟值与计算值相对误差小,为0.8%。结果表明采用此方案设计热虹吸自喷射制冷系统喷射器的可行性。     

天然气井下节流嘴前后压力温度分布的数值计算

针对天然气井安装井下节流装置以后很难测得节流嘴上游压力的情况,从空气动力学的原理出发,提出根据井口采集的数据,从节流嘴下游向上游计算其喉部和上游的压力温度综合值的数值计算方法。采用临界状态判别的新方法,即依据节流嘴出口处的马赫数的值,对节流嘴附近的流态进行判别,再分别计算节流嘴出口处,节流嘴喉部以及节流嘴上游的各参数。对宝1井进行了实例计算,计算结果表明:节流后压力温度骤降,经过激波面后压力温度急剧升高的变化情况。     

管壳式换热器壳程特性的数值模拟研究

利用FLUENT软件对一管壳式换热器壳程流场进行了三维数值模拟,分析研究了折流板数目、进口流速和折流板缺口高度对换热器壳程压降、出口温度的影响,结果显示,随着折流板数目增加,壳程压降和出口温度逐渐增大：随着进口流速增大,壳程压降逐渐增大且趋势加快,而出口平均温度下降,但是温度下降不大;随着折流板缺口高度增大,壳程压降和出口平均温度逐渐减小,但是压降减小逐渐趋于缓和：相同的压降条件下,通过改变折流板数目提高出口温度比改变进口流速和折流板缺口高度更有效。     

含颗粒的幂律流体两相湍流研究

建立了含颗粒的幂律流体两相流动控制方程，首次对泵离心叶轮内含颗粒的幂律流体两相流动进行了计算研究，计算结果表明：从进口到出口，幂律流体的速度减小，压力随半径增大逐渐升高，且压力面上的压力大于吸力面上的压力；吸力面上的颗粒拟温度小于压力面上的颗粒拟温度，且靠近壁面处的大于叶道中的；最后比较了液固两相流与含颗粒的幂律流体的两相流的流动，流体相的紊动能有一定的差别，而且颗粒拟温度也有较大差别。     

具有壅塞环的空化器特性数值分析

出现壅塞空化现象时,壅塞管内流场会发生剧烈变化。利用计算流体力学软件Fluent,采用标准模型k-和多相流空化模型,在不同入口速度和背压条件下对具有壅塞环的空化器进行数值模拟,分析空化器壅塞环在不同位置时,空化区域内静压力和空隙率的分布情况。试验结果表明:壅塞环可以增加壅塞截面下游的恢复压力,且壅塞环离环形喷嘴出口越远,作用越明显;壅塞环可以增大产生壅塞空化的最佳背压范围,且壅塞环离环形喷嘴越近,产生壅塞空化流动的背压范围越大。     

波纹翅片管换热器空气侧流动换热的三维数值模拟

基于有限容积法建立波纹翅片管换热器流体流动与传热的计算模型,在不同送风速度工况下,分别对6种不同波纹倾角结构换热器内流体的流动及传热进行了数值模拟,分析了流道内的温度场、压力场及速度场的变化规律,得到了换热量、压降以及出口温度随入口风速变化的规律。结果表明,换热量、压降以及出口温度均随波纹倾角的增加而增大;换热量随着送风速度的加快而增加,压降及出口温度随着送风速度的加快而降低;翅片板间流体的流动与传热存在比较明显的不均性,导致换热管背风侧存在明显的传热"死区"。     

基于多孔介质模型的过滤器分析

为保证航天发射场供气系统管路的洁净度及管路仪器仪表、压缩机等正常运行,应在设备入口前的管道上安装过滤器。文章利用三维建模软件Solidworks对所研究的过滤器进行建模,采用有限元分析软件FLUENT的多孔介质模型进行数值模拟,通过改变过滤器的孔隙率及流体的速度,对过滤器出口的质量流量和进出口压差进行分析,结果显示:当气相流体为氮气时,过滤器出口的质量流量关于入口速度呈一次函数关系;不同孔隙率（0.56和0.59）对过滤器出口的质量流量影响较小;入口速度越大,进出口压差越大;孔隙率越大,进出口压差越小等规律。     

入口形状对旋风分离器性能的影响

为了研究入口形状对旋风分离器性能的影响,采用计算流体力学(CFD)软件对旋风分离器的压力场和颗粒的分离情况进行考察。研究结果表明:入口形状会显著影响旋风分离器的压降,在圆形、矩形、三角形和等腰梯形几种不同的入口形式中,长宽比为2的矩形入口压降最大,长宽比为1.5的矩形入口的压降最低;对于矩形入口,随着长宽比的增大,压降是先降低再升高;入口形状对粒径大于2.5μm粒子的分级效率影响不大,当粒径小于2.5μm时,圆形入口的分离效率最差,梯形入口的分离效率最好;梯形入口会改善旋风分离器顶部流场和灰斗附近流场,使颗粒运行平稳,分离效率较高。     

Numerical investigation of the effect of transitory strand opening on mixing in a multistrand tundish

In a multistrand,the outlet near the inlet produces short circuiting flow.This leads to the formation of dead zones inside the tundish,and consequently,the mean residence time decreases.In the present study,numerical investigation of mixing inside a delta shaped tundish with sloping boundaries was carried out by solving the Navier-Stokes equation and employing the standard turbulence model.To decrease the dead zone volume inside the tundish,the effect of closing the outlet near the inlet for a small amount of time and further opening it on the mixing behavior of the tundish was studied.The outlets near the inlet were closed for varying amount of time,and the transient analysis of fluid flow and the tracer dispersion study were carried out to find the mixing parameters of the tundish,namely,mean residence time and the ratio of mixed to dead volume of the tundish.An optimum closure time of the near outlet has been found,which yields best mixing inside the tundish.The numerical code was validated against the experimental observation by performing the tracer dispersion study inside a multistrand tundish and the reasonably good match between the experimental and numerical results in terms of residence time distribution (RTD)curves.The results obtained from the present study confirm the strong role of choosing the right time for opening and closing the outlets to get improved characteristics for the fluid flow and mixing behavior of the tundish.The educational version of computational fluid dynamics(CFD)soft ware PHOENICS was used to solve the governing equations and interpret the results in different forms.