大型空间环模设备液氮喷射器的设计与研究（一）

比较了几种大型空莘环境模拟设备的液氮系统，指出使用液氮喷射器是其发展方向，并从理论上论证了液氮喷射器在系统中的稳压补液作用。运用流体力学理论导出了喷射器的基本性能方程组，分析了液氮喷射器的汽蚀性能。利用数值解结果在给定参数下计算并得出了液氮喷射器的基本尺寸和性能参数。在此基础上进行了稳压性能和补液性能的模拟实验，结果与分析相符。结果表明，液氮喷射器系统（本设计）的稳压性能优于高压杜瓦系统（如ＫＭ４     

负压钻井液振动筛气液喷射器性能的数值模拟研究

随着石油钻井技术的发展,传统钻井液振动筛不能满足现有工程需求,因此提出了一种新型负压钻井液振动筛。气液喷射器是负压钻井液振动筛的核心设备,通过它在筛网下方形成负压区域,使钻井液受振动和负压的复合作用,增大钻井液透过筛网的能力,因此其性能直接影响负压振动筛的处理效率。为了提高负压振动筛的工作效率,需要对气液喷射器的结构和工况进行合理设计。运用流体动量守恒方程,推导出恒定流动状态下气液喷射器混合室的动量方程及其性能计算方程。运用计算流体力学方法对气液喷射器内部复杂的两相流动过程进行数值模拟,并通过对比数值模拟结果与理论计算结果来验证数值模型的合理性。对不同引射流体液体体积分数、工作气体压力、喷嘴距和喷管面积比下气液喷射器的喷射效果进行数值模拟,结果表明气液喷射器的工作参数和结构参数对其喷射系数和真空度有极大的影响。根据模拟结果可知,在引射液体体积分数为30%、工作气体压力为300 kPa、喷嘴距为60 mm、喷管面积比为3.484的情况下,气液喷射器的性能达到最佳。研究结果为负压钻井液振动筛中气液喷射装置的设计和现场应用提供了理论依据。     

低温多效海水淡化用蒸汽喷射器的优化设计

提高蒸汽喷射器性能,能够降低低温多效海水淡化系统能耗,采用理论推导和数值模拟相结合的方法对喷射器性能进行研究。在喷射器索科洛夫设计方法的基础上,修正了喷射器最大可达喷射系数的计算模型。利用改进的喷射器设计模型对某低温多效海水淡化用蒸汽喷射器进行优化设计,喷射系数达到1.35,优于原方法计算结果 0.96。并对喷射器几何模型进行CFD数值模拟验证,结果表明喷射器的可达喷射系数及结构尺寸处于最优值,验证了改进的喷射器设计模型的可靠性。     

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。     

二氧化碳喷射器运行效率的实验研究

本文针对一个新型二氧化碳喷射器进行相关实验研究。通过对一个两相二氧化碳喷射器制冷系统进行不同试验工况的实验:主喷嘴入口温度从19~31℃,气冷器出口压力从6~8 MPa,从而得出喷射器效率最优时各个参数的范围。实验结果显示,引射比为0.4~0.8、喷射器出口压力和喷射器引射端压力的比值为1.09~1.20时,喷射器的工作效率较高。而在压比为1.132时,喷射器可以达到最高效率为0.389。文中还对针对质量流量进行了数学拟合,拟合结果与实验结果较为吻合,实验结果为喷射器的设计和应用提供了实验基础。     

混合室轴向结构参数对蒸气喷射器性能的影响

为提高蒸气喷射器的性能,利用Fluent软件对蒸气喷射器的内部流场进行三维数值模拟计算,在蒸气喷射器其他结构保持不变的情况下,研究了混合室圆锥段长度和混合室圆柱段长度对蒸气喷射器性能的影响规律。结果表明:混合室圆锥段长度为混合室圆柱段直径的2倍,混合室圆柱段长度为混合室圆柱段直径的6倍时,蒸气喷射器的喷射系数达到最大。研究结果可以为高性能蒸气喷射器的设计制造提供参考。     

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。     

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。     

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。     

运用两种网格模拟计算液环泵喷射器流场的对比研究

本文以P360型液环泵喷射器作为研究对象,分别采用结构和非结构计算网格,应用RNG k-ε湍流模型对喷射器的超音速混合气体流场进行了数值模拟。计算得到了两种网格条件下喷射器内的压力、马赫数及温度等参数的分布规律。通过与实测结果对比表明,采用结构网格计算得到的液环泵喷射器性能与实测结果较为吻合,也能较好地捕捉到喷射器内激波膨胀波交替循环的流场结构。     

冷藏运输汽车采用液氮喷淋技术的实验研究

文章介绍了冷藏运输汽车采用液氮喷淋式技术的必要性 ,并介绍了喷淋箱体冷藏车的实验测试 ;采用液氮喷淋式技术 ,所需设备少、流程简单、安装操作十分方便 ,投资较少即可实现多种冷藏食品的需要 ,此技术具有推广应用价值。     

液氮冻结装置中液氮耗量与冷冻能力的分析

建立了焓法数学模型，利用数值诸方法计算了模拟对象黄瓜片冻结前后的能量变化量和冻结时间，分析了三种不同装置五种冻结条件下的液氮冷量利用量、液氮耗量、冷冻能力以及冻前预冷的影响作用，提出了更合理的装置使用方案和经济性措施。     

液氧、液氮互换在10000m~3/h空分设备上应用的可行性分析

文章以 10 0 0 0m3/h空分设备为基础 ,对注入液氧和液氮多种工艺的精馏结果、主换热器的效果以及加工空气量增加 6%时的产量变化等几方面进行了大量的计算 ,对液氧、液氮互换变更氧气产量节能操作法的具体应用进行了可行性分析 ;最后指出液氧、液氮互换膨胀量及产品产量的变化范围。     

Experimental analysis on the effect of internal heat exchanger in transcritical CO2 refrigeration cycle with two-phase ejector

The performance of CO₂ ejector refrigeration system needs further improvement to make CO₂ more viable than traditional harmful refrigerants. In this research, the effect of internal heat exchanger (IHX) in the performance of ejector refrigeration system was analyzed experimentally and compared with conventional expansion refrigeration system. Experiments were performed at different operating pressure and temperature for the cases of without IHX, 30 cm IHX and 60 cm IHX. The results showed that IHX significantly increased the coefficient of performance (COP) of ejector system. At the conditions used in this research, the ejector system with 60 cm IHX provided the maximum COP improvement of up to 27% compared to similar conventional system. The motive nozzle’s inlet condition had significant effect on the performance of ejector system. The results also confirmed the presence of considerable amount of liquid refrigerant at separator’s gas outlet of ejector system which was deemed possible in our previous research.     

Investigation of an experimental ejector refrigeration machine operating with refrigerant R245fa at design and off-design working conditions. Part 2. Theoretical and experimental results

The main results of a theoretical and experimental investigation of the performance characteristics of an ejector and an ejector refrigeration machine (ERM) operating with refrigerant R245fa at design and off-design working conditions are presented. The ejector and ERM were explored theoretically using improved 1D model and the calculated results were validated experimentally on ejector test rig that has been assembled and operated at National Taiwan University. For typical cases, the performance characteristics variation with condensing, generating and evaporating temperatures along with performance maps are presented. The theoretical results are compared with the results of a set of experiments and good qualitative and quantitative agreement is observed.     

液氮汽车的可行性分析

基于朗肯循环过程，对液氮驱动汽车的可行性进行了理论研究，研究了不同的初始膨胀压力的温度下，分别进行等温膨胀和绝热膨胀时，低温发动机所能获得的单位制冷可用能和相应的Yong效率，并对采用甲烷-液氮两级联合的朗肯循环进行了理论分析，提出了进一步提高其性能的途径。从经济性的角度，认为液氮汽车相对于其它零排放汽车有优势。     

基于延迟均衡的CO_2两相引射器模型研究

引射器对跨临界CO_2引射制冷系统性能有极大的影响。本文考虑CO_2两相引射器中存在的非平衡相变、超音速和壅塞等复杂流动现象,构建了CO_2两相引射器的1D分布模型,并采用延迟均衡理论分析喷嘴中的非平衡相变过程。与实验结果比较显示,所建立的延迟均衡模型能够很好的预测引射器的性能。此外,通过与均衡模型的相比显示,在本文所选工况下,延迟均衡模型计算所得的主动流流量比均衡模型预测值低12.39%~25.30%,同时非平衡现象将延缓喷嘴中的膨胀过程,使得喷嘴出口压力比均衡模型预测值高。本文采用所建模型进一步分析了引射器的结构对性能的影响,结果显示在一定的工况下存在最优的混合室直径使得引射系数和升压比都较高;而当混合室直径一定时,较长的混合室有利于提高引射器的升压比。     

10米10.5kV/1.5kA三相交流高温超导电缆低温系统

低温系统是该试验装置的一个主要分系统,采用增压过冷液氮冷却高温超导电缆及其电流引线,是国内首次采用过冷液氮循环冷却高温超导电缆的低温系统.低温系统包括两大部分:过冷液氮循环部分和制冷部分.在过冷液氮循环部分,以低温泵的扬程作为循环流动动力,液氮通过与制冷部分的热交换,获取冷量,被输送到高温超导电缆低温容器和终端,液氮通过与电缆的换热释放其冷量,最后回到气液分离器,进入下一个循环过程.制冷部分采用液氮减压降温获取冷量,其最大制冷量3.3kW,液氮消耗72 L/h.     

High temperature tensile properties of 316LN stainless steel investigated using automated ball indentation technique

Type 316LN stainless steel (SS) is the principal structural material for the components of sodium cooled fast reactors operating under elevated temperature conditions. In order to assess the degradation in strength of service exposed components using a small specimen testing technique such as automated ball indentation (ABI), it is necessary to carry out prior detailed ABI studies on the virgin material. In this investigation, the tensile behaviour of as-received 316LN SS were investigated at several temperatures in the range 298–973 K using ABI technique. The load-depth of indentation data measured from ABI tests was analyzed using semi-empirical relationships to obtain the tensile properties. The yield stress and the flow curves were determined by correlating ABI results with corresponding uniaxial tensile test results. Trend curve for tensile strength with temperature, as estimated from ABI tests, exhibited a plateau region in the temperature around 823 K, similar to uniaxial tensile tests. The variations of strength coefficient, strain hardening exponent, yield ratio, hardness and uniform ductility with temperature were evaluated from ABI tests. The ABI technique was found to estimate the influence of temperature on tensile properties sensitively.