螺旋型喷嘴雾滴分布特性实验研究

液体雾化是两相流研究中非常重要的课题，在农业、能源以及环境工程中具有广泛的应用。本文对TF6喷嘴的雾化机理及表征液滴尺寸的参数进行了理论分析，通过实验测量了该喷嘴在不同喷雾压力下液体雾化粒子的粒径分布，得出了粒子粒径与喷雾压力之间的变化规律，并得到了该喷嘴的临界雾化压力值。     

喷雾压力影响采煤机外喷雾喷嘴雾化特性变化规律

基于喷嘴雾化特性测定实验装置,对4种应用效果较优的实心圆锥形雾场喷嘴在2~8MPa喷雾压力时的宏观及细观雾化特性进行了测定.结果表明:随着喷雾压力增大,喷嘴的宏观雾化特性雾化角不断减小、射程不断增大,细观雾化特性雾滴粒径不断减小,在雾场中,雾滴粒径随距喷嘴轴向距离的增大而增大,随距横截面中心距离的减小而增大.结合现场及实验结果,优选了适于中短距离、大面积降尘且雾滴粒径较小的喷嘴Ⅲ为采煤机外喷雾喷嘴,并进行了现场试验.结果表明:随着喷雾压力增大,各测点的粉尘浓度、全尘与呼尘降尘率差值均不断减小,降尘率不断增大,喷雾压力为8MPa时雾化降尘效果最优,全尘、呼尘降尘率平均值分别为81.82%,79.96%.     

煤矿高压喷雾雾化粒度的降尘性能研究

从理论、实验和现场试验3个方面对高压喷雾雾化粒度的降尘性能做了深入的研究;对高压喷雾降尘机理进行了分析,提出了雾化粒度D50的计算式和雾化粒度捕捉最小粉尘粒度的相互关系式;利用测试范围在5～2 000 μm的Winner313激光粒度分析仪和喷嘴雾化测试系统,对煤矿常用的5种压力式喷嘴进行了4,6,8和10 MPa共4个压力下的雾化粒度测定,得到了喷嘴雾场不同位置的D10,D50,D90,D[3,2],D[1,3]平均粒径分布和650 μm以下的粒径分布,雾场位置(150-9)处的粒径随压力增加雾化粒度变小;根据理论、实验数据和综放工作面煤尘实际测定的粒径分布,确定了该面的喷雾降尘压力和喷嘴型号,通过现场应用,煤机外喷雾和支架喷雾压力从2 MPa提高到8 MPa后,移架工序的全尘由536.2 mg/m3降到97 mg/m3.     

基于LSD技术的柴油喷雾特征直径研究

为研究影响内燃机可燃混合气分布的柴油雾化特性,本文基于平面激光测径技术开展柴油喷雾粒径分布的试验研究,对图像信号强度和喷雾粒径之间进行标定,获取不同喷油压力、背景压力和喷孔孔径条件下的可视化图像,探究其对喷雾粒径分布的影响.结果表明:喷雾粒径分布与喷雾浓度场结构分布吻合,靠近喷嘴的液核区喷雾SMD最大,沿着喷雾轴线SM...     

细水雾灭火喷嘴的雾化特性测量

为了改善喷嘴的雾化效果和研究其喷雾过程，对直射式灭火喷嘴进行了加旋芯改进和实验测量.初
步探讨了旋芯式喷嘴的雾化机理，简述了三维相位多普勒粒子测速仪(PDPA)的系统参数、测量原理和测量
过程.施加不同的喷雾压力，分别测量了喷嘴无旋芯和有旋芯时的喷雾锥角并进行比较.在2.5 MPa喷雾压
力时，测量了旋芯式喷嘴喷射的雾滴分别在喷雾中心和边缘处的索太尔雾滴直径(SMD)、轴向速度、径向
速度和切向速度并进行对比.结果表明，与没加旋芯的喷嘴相比，加旋芯的喷嘴有更大的喷雾锥角和更好
的雾化效果，其雾化过程符合稳定性理论规律；在喷雾中心和边缘处，喷雾参数有显著的区别.     

内混式空气雾化喷嘴喷雾性能试验研究

采用激光粒度仪对一种大流量内混式空气雾化喷嘴的雾化性能进行了试验研究。试验主要测量了沿喷嘴出口轴线不同距离、喷雾束不同径向距离以及不同气相压力、液相压力下液滴粒径分布。测量结果表明,喷雾超过一定距离后,液滴索特平均直径(SMD)会随着距离的增大而增加,喷雾束的中心至外围的液滴SMD是逐渐增加的,在一定范围内,气相压力增加可使SMD减小,高于0.5 MPa后,SMD保持稳定,液相压力增加令SMD和水流量都增大。     

双流体喷嘴雾化特性的试验研究

利用PIV测量技术,通过试验研究了两种双流体雾化喷嘴（气泡雾化喷嘴和Y型喷嘴）的雾化特性,分析了气液比、液体流量、喷嘴结构等对雾化性能的影响,研究结果表明：气泡雾化喷嘴的雾炬比双流体喷嘴更饱满,雾化质量更好;雾化颗粒平均粒径随着气液比增加呈现下降趋势,当ALR〉0.04,雾化颗粒平均粒径减小的趋势趋缓;随着被雾化液体流量的增加,雾化颗粒平均减小;在相同混合室面积条件下,增大雾化气注入孔截面积有利于雾化质量的提高.     

双股射流碰撞雾化特征实验

为改善双股射流碰撞雾化器的雾化性能,基于自行搭建的射流碰撞雾化实验台,采用CCD拍摄技术,研究射流速度、碰撞角度、喷嘴出口内径和黏度对雾化特征的影响.结果表明:随着射流韦伯数和碰撞角度的增大,喷雾角增大,液滴的索太尔平均直径(SMD)减小,且液滴分布更加均匀;喷嘴内径较小时形成的液膜厚度较薄,稳定性差,喷雾角较小,在所研究的范围内,液滴的平均直径不受喷嘴内径的影响;液体黏度越大,液膜越稳定不易破碎,液膜尺寸越大,喷雾角越小,液滴的平均粒径越大;在韦伯数较小时,差异明显,而在较高的韦伯数条件下,差距较小.在进行40%浓度甘油溶液雾化实验时,观察到了液膜翻转现象,从碰撞点往下出现连续多个相互垂直的液膜.因此,增大射流速度、碰撞角度,减小液体黏度,有助于改善雾化性能.     

半干法压力旋流式喷嘴雾化性能数值模拟

对压力旋流式脱硫雾化喷嘴雾化特性进行了数值模拟研究,分析了各因素对雾化液滴粒径的影响,得到了喷嘴下游流场内液滴粒径和速度空间分布.计算结果表明:雾化液滴粒径与雾化压力和喷嘴直径成正比,与雾化介质黏度和表面张力成反比;液滴速度沿轴向方向急剧衰减,在距喷嘴200mm处几乎不发生变化,而在径向方向上呈中心低,边缘高的分布;在破碎和聚合的作用下,液滴粒径沿轴向方向呈先减小、后增加的趋势,大颗粒主要集中在雾炬外围.试验结果与计算值基本吻合.     

喷嘴流量特性对直接空冷机组喷雾增湿系统冷却效果影响的数值研究

为研究雾化喷嘴的流量特性对喷雾增湿系统冷却效果的影响,对喷嘴采购提供参考,以计算流体力学理论为基础,建立了某600MW直接空冷单元数值计算模型,采用离散相模型对液滴轨迹进行跟踪,以"有效水份额"来衡量喷雾增湿系统的冷却效果,并确立了汽轮机排汽压力计算方法。结合喷嘴在空冷单元内的布置位置,以普通工业实心锥形喷嘴为对象,分别研究了雾化压力、雾化角、流量系数及喷嘴孔径对冷却效果的影响,结果发现雾化压力、流量系数和雾化角对冷却效果有很大的影响,而喷嘴孔径对冷却效果的影响却不大。     

Design and development of SiC/(W,Ti)C gradient ceramic nozzle

The idea of functionally gradient material (FGM) theory was used to design ceramic nozzle based on the erosion wear behaviors of the ceramic nozzles and the outstanding properties of FGM. The purpose is to reduce the tensile stress at the entry region of the nozzle during sand blasting processes. The design theory and methods of gradient ceramic nozzle were proposed. The physical, micromechanical, and composition distribution models of gradient ceramic nozzle were established. The optimum composition distribution of the gradient ceramic nozzle material was determined from the solution of the multi-objective optimization calculation by constructing the models of the composition distribution versus the structural integrity of the compact in fabricating process. Results showed that compressive residual stresses appeared at the entry area of the gradient ceramic nozzle. The optimized component distribution exponent p is 0.5. An SiC/(W,Ti)C gradient ceramic nozzle material was synthesized by hot-pressing according to the design result. Results showed that the surface Vickers hardness of the FGM-1 gradient ceramic nozzle materials was greatly improved in comparison with that of the other layers. Supported by the Specialized Research Fund for Doctoral Program of Higher Education (Grant No. 20030422105), the Natural Science Foundation of Shandong Province (Grant Nos. Y2004F08, Z2003F01) and the Program for New Century Excellent Talents in University (Grant No. NCET-04-0622)     

喷管/飞行器后体一体化数值模拟

采用NND格式,进行了喷管／飞行器后体一体化数值模拟,分析了喷管膨胀比和外流马赫数对后体阻影响,通过和实验数据对比,表明本发展的计算方法是可行的,可以用来模拟喷管的内外流场和计算喷管的性能。     

新型旋气喷口对高压SF6断路器三维电场的影响

由于新型旋气喷口在喷口上游引入旋气槽,使灭弧室内部电场分布发生变化.采用有限元法,分析了旋气喷口对灭弧室电场造成的影响.通过改变旋气喷口的结构参数,如旋气槽的数量及偏转角度,对比得到了无槽结构和不同旋气喷口断路器在开断过程中,灭弧室内的最大电场强度变化及旋气槽内电场的变化规律.三维电场计算结果表明,新型旋气喷口绝缘性能良好,对灭弧室内部电场影响较小,从电场角度充分证明了旋气喷口的可行性.     

喷气织机主喷嘴的流场分析

采用流体动力学软件NUMEC＆对喷气织机主喷嘴的气流流场进行了数值模拟,揭示了导纱管内不同截面上气流速度的分布,并对主喷嘴内部气流的轴向动压和马赫数分布进行了分析．结果表明,利用数值模拟研究主喷嘴流场特性方便、快捷,且精度也较高．     

时频分析技术在抑制箔条干扰中的应用

研究了箔条干扰背景下利用时频投影理论解决离分辨雷达抑制杂波干扰的问题,文中模拟了在干扰背景中目标稳定的原始距离像,基于线性信号空间的Wigner-Ville分布,根据时频（TF）滤波和时频展开理论,即在特定时频通域里最优TF子空间就是该通域的特征信号子空间,设计目标距离像的通域及时频投影滤波器,对雷达回波进行脉冲周期内域通滤波,仿真表明该方法具有在箔条杂波背景下抑制干扰的良好能力。     

高压除鳞喷嘴内部流场数值模拟与仿真分析

针对目前工厂广泛使用的高压除鳞喷嘴，应用前处理软件Gambit建立其内部流场的三维模型，采用Fluent软件提供的Laminar层流模型对不同结构参数的喷嘴内部不可压缩、稳态、层流流场进行了数值模拟，并分析了各参数对其流场速度分布、压力分布和出口轴心速度的影响。仿真值与理论计算值十分接近，数值模拟结果表明，喷嘴收缩角和直径对其内部流场影响较大，而扩张角对其内部流场影响相对较小，但各参数都存在最优值，且各参数之间也存在着最优搭配使射流打击效果最好。     

基于FLUENT的人工淹没射流喷嘴流场仿真

根据Fluent流体仿真软件和人工淹没射流喷嘴内流场的特点,基于流体力学基本理论,对人工淹没射流喷嘴进行了仿真研究。通过数值模拟计算,得到了人工淹没射流喷嘴的压力分布云图和速度分布矢量图和静压力分布图等。模拟结果表明,在人工淹没射流喷嘴的圆柱段存在速度最大值,射流在圆柱段出口处与周围的水产生了强烈的剪切作用,出现了流速不均匀和脉动现象,再加上圆柱段出口端明显的负压区,这些都为空化作用的产生提供了有利条件。     

二元喷管尾焰红外辐射的理论计算

从喷气飞机发动机圆形对称喷管尾焰的温度分布和各组分压强分布理论计算开始,结合矩形非轴对称二元喷管的同和何模型,采用由圆形喷换算到矩阵喷管的方法。     

内伸式接管补强结构应力分布特点

针对圆柱形压力容器内伸式接管补强结构，以DXF格式件为中介，用数学计算自动生成有限元计算模型的方法，进行了三维线弹性有限元应力分析，得到了内压圆柱壳内伸式接管补强结构的应力分布规律。结果表明，接管与简体相贯线最低处简体的内、外壁上的两点是内伸式接管补强结构的危险点，内伸长度的大小不影响内伸式接管补强结构的应力分布规律。分析结果为进行内伸式接管补强结构的设计提供了依据。     

双药室喷管气流反推减后坐机理

为解决发射高初速榴弹的榴弹机枪系统后坐力大的问题,提出了一种双药室拉瓦尔喷管气流反推减后坐技术.设计了适用于高速榴弹机枪系统的双药室拉瓦尔喷管减后坐装置,利用一维非定常流理论推导了双药室喷管低后坐武器的内弹道阶段和后效期阶段的气体动力学方程;将试验测得的压力峰值、弹丸初速及后坐力与仿真数值进行对比,验证建立的双药室喷管气流反推减后坐计算模型的正确合理性;计算双药室喷管低后坐武器后药室、前药室、导气室及喷管气室的压力,并分析压力参数随时间变化规律;对比分析双药室喷管武器与普通武器的膛压曲线、弹丸速度曲线,重点分析双药室喷管内气流压力、温度、密度和速度随时间变化曲线及在喷管内分布状况;探讨了后药室装药量、喷管导气孔直径及喷管内经对武器喷管反推力、喷管减后坐效率、弹丸初速等武器发射性能的影响.研究结果表明,在保持弹丸初速不变的情况下,合理匹配双药室减后坐结构参数,采用双药室喷管气流减后坐技术可实现武器低后坐发射的目的.