喷嘴长度和喷嘴出口位置对喷射器性能的影响

为提高喷射器的引射性能,利用Fluent软件对喷射器的内部流场进行数值模拟,研究了喷嘴轴向长度和喷嘴出口位置对喷射器引射性能的影响规律。结果表明:喷嘴扩散角对喷射器的引射性能影响很小;当喷嘴收缩段长度为喷嘴喉部直径的6倍,喷嘴出口位置为混合室圆柱段直径的1.8倍时,喷射器的引射性能最佳。研究结果可以为喷射器的结构参数优化提供参考。     

喷嘴长度和喷嘴出口位置对喷射器性能的影响北大核心CSCD

为提高喷射器的引射性能,利用Fluent软件对喷射器的内部流场进行数值模拟,研究了喷嘴轴向长度和喷嘴出口位置对喷射器引射性能的影响规律。结果表明:喷嘴扩散角对喷射器的引射性能影响很小;当喷嘴收缩段长度为喷嘴喉部直径的6倍,喷嘴出口位置为混合室圆柱段直径的1.8倍时,喷射器的引射性能最佳。研究结果可以为喷射器的结构参数优化提供参考。     

正交试验设计在微小型喷射器结构参数研究中的应用

试验设计选择喷嘴喉部直径、喷嘴出口到等截面混合室距离、混合室等截面直线段长度和扩压段角度4个因素,每个因素选取3个水平,按L9（3^4）正交试验方案,设计制作9副长短复合喷射器,并对其结构进行试验研究,检测出9副喷射器的喷射压缩特性。试验结果表明：对于一定工况下的太阳能喷射制冷系统存在一个最佳的喷嘴喉部直径、喷嘴出口到等截面混合室的距离、混合室等截面直线段长度和扩压段角度。     

两相CO2喷射器混合室直径优化与模拟分析

混合室直径对两相喷射器的性能影响显著。结合湍流射流理论，本文提出两相喷射器混合室直径的射流分析设计方法：当混合射流的流量增至喷射器的目标总流量时，射流外边界的直径即为最优混合室直径。根据该方法优化某型号CO₂喷射器的混合室直径，引射比为0.5时的最优直径为2.4 mm。利用数值模拟研究混合室直径对CO₂喷射器性能的影响，结果表明：在相同条件下，混合室最优直径为2.2 mm。当混合室直径为2.4 mm时，喷射器压升为0.9 MPa,相比优化前提高了57.9%。结合射流理论，拟合了无量纲最优混合室直径的关联式。当引射比为0.4～0.8时，无量纲最优直径为1.7～2.1。关联式的预测结果与CFD模拟结果相差-6%～10%,可用于工程上预估最优混合室直径。     

几何结构对喷射器性能影响的CFD分析及实验研究

通过采用CFD模拟,并结合实验,考察了以R236fa为工作流体的喷射器性能。研究了喷射器结构对其性能的影响。模拟所需的喷射器几何结构简化为三维中心对称结构,计算选用Shear Stress Transport(SST)模型。经研究表明:在给定工作参数条件下,喷嘴出口端长度D1以及喷射器喷嘴出口与混合段出口之间距离D2均存在一个最佳值,此时喷射系数达到最大;而喷射器性能随其扩散室出口角度α的增加而降低。     

具有一定耦合度的双级喷射器的关键几何尺寸优化研究

本文提出了一种双喷射器三蒸发器制冷系统,在此系统中将第一个喷射器的出口连接到第二个喷射器的一次流入口,采用二维CFD仿真方法研究各级喷射器关键几何参数对整个两级喷射器的性能影响。首先,通过试验数据验证CFD模型。为满足空调室、冷藏室和冷冻室的制冷负荷需求,寻找两个喷射器的主喷嘴直径。其次,通过仿真研究两级喷射器的面积比、主喷嘴出口位置和等压混合段角度等关键几何尺寸对每个喷射器的性能影响。结果表明,每个喷射器的面积比对其引射率的影响最明显;第一级面积比不仅影响第一级引射率,同时也会影响第二级引射率,而第二级的关键几何尺寸对第一级性能几乎没有影响。     

扩压器等直段直径对蒸汽喷射器性能影响的实验研究

建立了由喷射器、蒸发器、发生器和冷凝器等组成的蒸汽喷射制冷循环系统。研究了不同的扩压器等直段直径对喷射器抽气性能的影响。当扩压器等直段直径由24mm增加到28mm后,喷射器的引射系数显著增加,喷射器的抽气效率得到了提高,但临界背压降低。分析和讨论了在不同操作参数下扩压器等直段直径对喷射器性能的影响。结果表明,随着工作蒸汽压力的升高,引射系数呈现先升高后下降的变化趋势,在达到0.36MPa时喷射器的引射系数值最大为0.53。当背压值小于临界背压值时喷射器的引射系数保持不变,当背压值大于临界背压值时引射系数减小直至背压为7000Pa时引射系数为0。在一定的操作参数条件下,扩压器等直段直径存在最佳值使喷射器的抽气效率达到最高。     

混合室结构对蒸汽喷射器性能的影响北大核心CSCD

针对蒸汽喷射器引射性能低的问题,采用fluent数值模拟来分析蒸汽喷射器内部流场变化规律,在其他结构保持不变的情况下,通过研究混合室各部分结构来提高引射性能,使蒸汽喷射器在一个稳定且能量耗散较小的结构范围内工作。研究结果表明:引射性能与混合室内的激波变化紧密相关;混合室各部分结构都存在最佳参数值使引射系数达到最大。     

混合室结构对蒸汽喷射器性能的影响

针对蒸汽喷射器引射性能低的问题,采用fluent数值模拟来分析蒸汽喷射器内部流场变化规律,在其他结构保持不变的情况下,通过研究混合室各部分结构来提高引射性能,使蒸汽喷射器在一个稳定且能量耗散较小的结构范围内工作。研究结果表明:引射性能与混合室内的激波变化紧密相关;混合室各部分结构都存在最佳参数值使引射系数达到最大。     

制冷工况下蒸汽喷射器性能的数值模拟

介绍蒸汽喷射器的工作原理,并根据喷射器的结构特点,建立蒸汽喷射器三维数值模型,分析工作参数、结构参数等对喷射器性能的影响。结果表明：对于确定几何参数的蒸汽喷射器,喷射系数随引射蒸汽压力的增大而增大,随蒸汽出口压力的增大而减小,并存在最优的工作蒸汽压力（8kPa）;当工作参数和其他结构参数一定时,喷射系数随等截面混合段长度的增大而减小。     

两相喷射器对压缩-喷射制冷系统性能的影响研究

采用等面积混合模型,以R134a制冷剂为工质,对两相喷射器建立热力学模型,并用Matlab7.1软件进行编程计算,相关的工质热物性参数,通过调用Refprop7软件获取。分析比较了各混合压力下喷射器内压力变化趋势,喷射器混合压力、系统蒸发温度、冷凝温度以及喷射器等熵效率的变化对两相喷射器性能、制冷系统性能的影响。结果表明:对于所研究的工质和工况,热力学分析方法采用等面积混合模型比较合理;混合压力在理论取值范围内存在一个最优点;随蒸发温度的升高或冷凝温度的降低,喷射器最优混合压力的取值点越靠近引射压力,喷射系数增加,系统COP升高,但是相对于传统压缩制冷循环的性能提高率减小;喷射器及系统性能对喷射器进口段等熵效率的变化较敏感。因而,选取恰当的混合压力值,设计制造等熵效率较高的工作喷嘴对于压缩-喷射制冷系统的性能优化至关重要。     

喷射器及其在制冷中的应用研究进展

本文先介绍了喷射器的工作机理、性能评价指标以及理论建模等方面的研究进展。并在此基础上,分别介绍了喷射器啖嘴,接受室、恒面积段,扩压段几何尺寸对喷射器性能的影响。最后,对单级与多级喷射制冷,喷射-压缩复合制冷、喷射-吸收复合制冷、无泵喷射制冷等常见的几种喷射制冷系统进行了综述,并对喷射器的研究与应用提出了展望。     

喷射器极限工况性能的理论与实验研究

为了研究喷射器在极限工况下的性能,建立了喷射器极限工况的计算模型,研制了喷射式制冷系统实验台。对使用R134a和R134a/R32质量浓度等比例混合工质的喷射器极限工况性能进行了理论与实验研究,结果表明:在给定工况范围内,喷射器最低引射流体压力随工作流体压力升高而降低,随出口背压升高而升高;喷射器混合段压差随工作流体压力升高而升高,随出口背压升高而降低;理论和实验对比表明,提出的计算模型能较好的预测喷射器在极限工况下的性能。     

蒸汽喷射器设计的数值验证及性能研究

介绍蒸汽喷射器的结构特点和主要性能。根据工程要求,设计了喷射系数为10的蒸汽喷射器,并建立蒸汽喷射器的二维CFD模型对所设计的喷射器进行分析验证。研究了工作参数(工作流体压力、混合流体压力等)变化对蒸汽喷射器性能的影响。     

基于区域分解的圆锥壳-圆柱壳-圆锥壳组合结构自由振动

提出一种分区广义变分和最小二乘加权残值区域分解法来分析圆锥壳-圆柱壳-圆锥壳组合结构的自由振动。首先将组合结构分解为圆柱壳、圆锥壳子结构,为获取组合壳体的高阶振动特性,进一步将圆柱壳、圆锥壳子结构分解为圆柱壳段和圆锥壳段。采用分区广义变分和最小二乘加权残值法将各壳段分区界面上的位移和转角协调方程引入到组合壳体的势能泛函中,使组合壳体的振动分析问题,归结为在满足分区界面位移和转角协调条件下的无约束泛函变分问题。圆柱壳段及圆锥壳段位移变量的周向和轴向(或母线方向)分量分别以Fourier级数和Chebyshev多项式展开。将区域分解法计算出的组合壳体振动频率与有限元软件ANSYS结果进行对比发现,两者非常吻合,验证了区域分解方法的收敛性和计算精度。     

圆柱壳-圆锥壳组合结构振动分析的新方法

提出了一种区域分解法来分析不同边界条件下圆锥壳-圆柱壳-圆锥壳组合结构的自由振动和强迫振动特性。首先将组合壳体的位移边界与固定边界分开,将其分解为圆柱壳、圆锥壳子结构;为能获取组合壳体的高阶振动特性,进一步将圆柱壳、圆锥壳子结构分解为自由的圆柱壳段和圆锥壳段。采用分区广义变分和最小二乘加权残值法将各壳段分区界面上的位移和转角协调方程引入到组合壳体的势能泛函中,使组合壳体的振动分析问题,归结为在满足分区界面位移和转角协调条件下的无约束泛函变分问题。圆柱壳段和圆锥壳段位移变量的周向和轴向分量分别采用Fourier级数和Chebyshev多项式展开。算例表明:区域分解法计算出的不同边界条件下组合壳体自由振动和强迫振动结果与有限元软件ANSYS结果非常吻合;该方法具有高效率、高精度和收敛性好等优点。     

几何参数对引射器及两相流引射制冷系统性能的影响

用两相流引射器代替膨胀阀,可回收两相流引射制冷循环中高压工质的压力能,提高制冷系统效率。对以R134a为工质的两相流引射制冷系统性能进行了实验研究,分析了喷嘴喉部直径和混合室直径对R134a两相流引射器及引射制冷系统性能的影响。实验结果表明,在固定工况条件下,存在使引射比达到最大的最佳喷嘴喉部直径和混合室直径组合。在蒸发温度为3℃、冷凝温度为55℃的工况下,当喷嘴喉部直径为2.0mm、混合室直径为16mm时引射器的引射比最大。在固定工况条件下,使引射比达到最大值的喷嘴喉部直径和混合室直径的最佳组合与使系统COP达到最大值的几何参数组合并不一致。这可能是由于在引射器中产生了激波等因素引起的,其中机理尚需要进行更深入的研究。     

两相喷射器喷嘴距的优化设计及CFD分析

结合湍流射流发展规律,本文提出一个两相喷射器喷嘴距的设计方法:在给定引射流量下,当射流外边界的半径增长至混合段半径时,射流行进的距离为最优喷嘴距.利用数值模拟对比喷嘴距分别为3、5、7.5、10、15 mm时两相CO2喷射器性能.结果表明:喷嘴距为5 mm时射流发展正好符合上述设计条件,此时喷射器升压性能最优,为0.6...     

流体作用下正交各向异性圆锥壳的自由振动

给出了流体载荷作用下正交各向异性圆锥壳体的自由振动理论模型。通过波传播法和Galerkin法得到了流体载荷作用下截锥壳体自由振动的解。流体载荷作用下的锥壳被划分为好几段,并且每个小圆锥段被当作一个小圆柱段。通过确定每个小圆柱段的流体载荷,来确定锥壳的流体载荷。这样,作用在锥壳上的流体载荷逐段加载。流体载何以及没有流体载荷作用的各向同性和正交各向异性圆锥壳的数值结果被计算出来阐述求解过程的有效性。     

射频离子推力器放电室结构优化研究

射频离子推力器因结构简单、推力精确可调、工作寿命长等因素,已被广泛应用于航天领域,其中放电室的离子密度是决定推力性能的关键性要素。本文基于电感耦合放电过程建立了二维轴对称流体模型,分别研究了放电室在不同长径比和不同结构等条件下的离子密度变化规律。结果表明:增大射频功率和气压可以提升离子密度,放电室长度在3.5-4 cm时离子密度较高。在放电室直径相同条件下,模型1圆柱结构与模型2圆台结构体积保持一致,减小表面积可以提升离子密度;模型3球壳结构、模型4球壳圆柱结构与模型1圆柱结构的总长度一致,最优的复合结构模型4与单一圆柱结构模型1相比,离子密度提高18.2%,若两者密度相等时,最优的复合结构模型4可以节省15%功率输入或降低10%放电室内气压。