单室火灾水喷淋灭火的数值研究

建立了单室火灾区域模型，模型中考虑了火焰与喷淋水之间的相互作用．定义了一个称为有效喷淋系数的参数，其物理意义为喷淋面积与着火面积的有效比．对有效喷淋系数和喷淋水流率对灭火效果的影响进行了研究.通过数值模拟得到了以下结果：对一定条件下的火灾进行喷淋灭火时，分别存在一个临界流量和最大流量．为了火，喷淋水流率必须大于临界流量．但用太大的喷淋水量，并不提高灭火效果，由于喷淋水过量，增加了灭火的运行成本．在给出条件下，临界流量和最大流量分别为0．0524kg/s和0．2kg/s．     

喷淋脱硫塔喷嘴外流动数值模拟与实验研究

建立了一个喷淋脱硫塔喷嘴数值模型,研究了影响喷淋脱硫塔内气液传质的喷淋液流量与液膜平均破裂长度、喷嘴初始喷射角、液滴平均粒径的关系。设计了专门的测试平台和单匝螺旋喷嘴,采用快速CCD和数码照相机拍照对液膜和液滴运动进行了测试和分析。模型计算和实验结果均表明:液膜平均破裂长度随喷淋液流量加大而减小;液滴平均粒径减小随喷淋液流量加大而减小;在喷嘴出口缝隙高度等于4.25 mm时,随流量的增大,喷嘴的喷射角随流量的增大反而变小,大于4.25 mm后,在同一喷嘴缝隙高度下,喷射角随喷嘴流量的增加而增加。     

小流量旋流喷嘴喷雾性能影响因素的试验研究

在超高压燃油喷雾试验台上测试分析了不同环境背压及喷射流量对适用于斯特林发动机的小流量压力旋流喷嘴燃料喷射性能的影响。结果表明:喷嘴的喷雾形态受燃烧室背压的影响最明显,背压升高,喷雾锥角减小;喷射流量的影响受背压的限制,中高背压下,流量增大到一定程度后锥角开始变小,流量继续增大,雾化效果变差。喷嘴设计流量的影响为:增大设计流量,相同工况下的喷雾锥角有增大的趋势,但有效雾化的最小临界流量值变大;设计锥角的影响和设计流量类似:较大喷射流量工况下,大设计锥角喷嘴对高背压的适应性较好。研究认为:小流量工况只能采用小设计流量的喷嘴,且对高背压的适应性较差;在大流量工况下,设计流量和设计锥角均较大的喷嘴对高背压工况具有更好的适应性。     

螺旋形实心锥喷嘴雾化特性试验研究

为了对氨法脱硫用螺旋形实心锥喷嘴的雾化特性进行准确预测,基于高速阴影技术和图像处理方法,对两种不同螺旋升角的螺旋形实心锥喷嘴的流量特性、喷雾场结构特征、雾化角变化规律、破碎长度、液滴空间分布及平均粒径进行分析。结合脱硫常用的空心锥离心式喷嘴,开展了两种喷嘴的稳定性对比分析。结果表明:螺旋形实心锥喷嘴的流量特性与螺旋升角无关,其喷雾场呈螺旋状同心锥面分布,雾化后液滴也呈螺旋形多层次分布,即实心锥分布;螺旋形实心锥喷嘴雾化角在喷注压降大于0.05 MPa时与螺旋形升角有关,与流量和喷注压降无关;考虑螺旋面升角对液滴平均粒径的影响,得到了新的索太尔平均直径(SMD)经验关系式,预测结果与试验结果趋势一致,且螺旋升角越大,液滴平均粒径越小;螺旋形实心锥喷嘴在喷注压降小于0.05 MPa时也能保证稳定雾化,而空心锥离心式喷嘴会出现约为9 Hz的自激振荡现象,喷雾场呈"宝塔形",且具有明显的Klystron效应。     

气溶胶的喷淋去除特性实验研究

当核电厂发生严重事故时,大量的放射性裂变产物会聚集在安全壳中,对外界的环境产生威胁。而安全壳喷淋系统可以通过喷淋液滴对安全壳内的气溶胶进行清除。为了研究喷淋液滴对气溶胶去除的影响,使用源项气溶胶行为特性实验平台,选择标准实心锥喷雾喷嘴进行喷淋实验。研究了喷淋液滴对不同粒径气溶胶去除的影响以及不同工况下的液滴对各粒径气溶胶去除的影响。实验结果显示,喷淋液滴可以快速的去除容器内的气溶胶颗粒;对于同一喷嘴,随喷淋压力的升高产生的喷淋液滴索特中值粒径会变小。而液滴的索特中值粒径越小对气溶胶的去除速率越快。     

喷油嘴流量系数影响因素及其喷射特性研究

通过理论分析及高压流量试验,分析了喷油嘴结构参数,如压力室形状、喷孔直径、喷孔长度、喷孔锥角等对流量系数的影响,并进行了喷油嘴流量系数对燃油系统喷射特性和柴油机性能、排放的影响研究。研究结果提出了喷油嘴结构参数的合理选择,使流量系数尽量大。     

生物油雾化特性的数值研究

基于两相界面追踪方法 VOF(volume of fluid)研究生物油在离心式喷嘴内的雾化特性,考察喷射流量对流量系数、雾化锥角和液膜厚度的影响,并与生物油/甲醇混合燃料的雾化特性进行对比。结果表明:喷射流量对雾化锥角及液膜厚度有较大影响,对流量系数影响较小。喷射流量从0.03 kg/s增至0.12 kg/s,流量系数增大3.4%,雾化锥角增大30.6%,而液膜厚度减小22.3%;雾化锥角随甲醇含量的增大呈线性递增,而液膜厚度随甲醇含量的增大呈线性递减;利用数值结果拟合得到生物油液膜厚度的经验公式,拟合值和数值计算值吻合较好。     

汽油机缸内直喷喷嘴结构参数对雾化特性的影响研究

为了改进缸内直喷汽油机用电磁涡旋式喷嘴的喷雾特性,对喷嘴孔径、螺线管电阻和涡旋片等结构参数进行了优化设计,并在喷雾试验台上对燃油质量流量、喷雾发展过程、喷雾锥角、喷雾贯穿距、针阀延迟和喷雾粒径分布进行了试验验证。结果表明:优化设计后的喷嘴的质量流率大于原商用喷嘴的质量流率,而质量流率的线性度接近原商用喷嘴。在相同喷射时间5ms及喷油压力9.5MPa下,当喷嘴孔径由0.55mm增大为0.70mm时,喷雾发展过程较为快速,燃油流量增加约56%,喷雾锥角增加10°,但喷雾不稳定性也随之提高,雾化粒径增大。不同喷油压力下的喷雾锥角变化较大,靠近喷嘴的喷雾轮廓与孔口设计有关。喷油压力增大时,其质量流率会随之增大,雾化粒径分布在10μm～20μm范围内的喷雾液滴体积分数也会随之上升,从而提高雾化程度。     

热泵驱动低温蒸发废液处理装置性能研究

本研究设计并搭建了一种可以实现工业废液浓缩处理的热泵驱动低温蒸发废液处理装置。理论分析并实验验证了喷淋温度、循环空气流量、喷淋流量和废液浓度对装置处理量的影响,结果表明装置处理量随着喷淋温度、循环空气流量和喷淋流量的增加而增加,随着废液浓度的增加而减小,从而确定了装置的最佳运行参数;并对比分析了装置的运行热力能效比EER,约为热泵空调工况制热时的1.7倍,最高可以达到7.4。     

转角正方形管束有降膜流动时的压降实验

为了深入研究大型海水淡化装置中流动阻力对装置性能的影响,建立了大型水平管束降膜流动特性实验台,模拟了水平管降膜蒸发器内蒸汽的流动过程,分析了饱和蒸汽温度和喷淋密度对管束流动阻力的影响,引入新的参数(喷淋雷诺数)对实验数据进行了拟合,得出蒸汽横掠有降膜流动的转角正方形管束的压降系数公式.结果表明:在相同的蒸汽质量流量和喷淋密度下,压降随饱和蒸汽温度的升高而降低;压差预测值与实验值的误差小于±15％.     

压力涡流喷油器喷嘴结构因素对喷雾特性的影响

采用MIXTURE双相流数值模拟的方法研究压力涡流喷嘴结构因素对形成中空锥喷雾的影响。喷孔直径由0．5mm增大到1mm时，喷雾贯穿距离减少约60％，空心锥角增大7．5倍；喷孔长度由0．6mm增大到1mm时，喷雾贯穿距离增大约1．4倍，空心锥角减少约40％；有轴针时，空心锥角增加约4倍；改变轴针形状，将轴针头部加工成锥形，空心锥角增加约30％。喷孔内、外有无圆角对喷雾空心锥角大小的影响幅度在30％-40％。研究结果表明：喷孔长径比、喷孔入口处喷孔形状与轴针形状的配合和喷孔出口端形状是影响压力涡流喷嘴空心锥特性的重要因素。     

燃气轮机燃油喷嘴性能试验研究

建立了燃气轮机检修时燃油喷嘴的试验检测台架,并利用此台架对某型燃气轮机燃油喷嘴的流量、喷嘴锥角、喷射质量等参数进行了检测,按标准对喷嘴进行了更换,保证了燃气轮机修后的安全性和可靠性。     

基于数值模拟的汽油机喷嘴结构优化CFD分析

以5WY-2817A汽油机喷嘴为研究对象,旨在提高该汽油机喷嘴流动特性,利用UG软件对喷嘴进行实体建模,通过喷雾稳态试验对模拟计算提供边界条件。利用AVL-FIRE软件进行喷嘴稳流三维数值计算,研究了不同压力室高度、喷孔分布直径和阀座锥角对喷孔处压力与速度的影响关系。研究结果表明,压力室高度0.2mm,喷孔分布直径1.4mm,阀座锥角43°时喷孔处燃油流动特性最佳。该结构优化可作为改善喷嘴雾化性能的最佳方案。     

柴油机喷油器结构参数与磨料流加工效果关联的研究

基于磨蚀模型和多相流离散相模型建立了柴油机喷油器磨料流加工过程的CFD计算模型。在验证基础模型的有效性后,分别针对喷孔直径、喷孔锥角和交点位置三种结构参数进行变参数模拟计算。通过对加工域颗粒流速、湍流强度和磨蚀率的分析,获得了喷油器主要结构参数对液力研磨加工的影响机理:喷孔直径和喷雾锥度的变化对喷孔壁面磨蚀量的影响较大,随着两者的增大,喷孔壁面的磨蚀量有所增加;交点位置由上至下的变化对喷孔壁面磨蚀量的影响较小,但是喷孔入口处磨蚀量有所增加。     

生物柴油喷雾特性试验研究

利用高速摄像装置和台架试验对生物柴油的喷雾特性进行了研究,分析了与生物柴油喷雾特性相关的参数,如喷油器针阀开启时刻、最高喷油压力、喷雾贯穿距离和喷雾锥角等.在与石化柴油对比研究后发现:在相同的试验条件下,生物柴油的喷雾贯穿距离和后期喷雾锥角均大于石化柴油,生物柴油的物性指标造成了喷雾特性上的差异.     

基于数字图像处理的LPG喷雾特性试验研究

使用高速纹影摄影和数字图像处理方法研究了具有相同喷孔直径的两个分别带有和不带双孔分流套的单喷孔喷嘴在MPI喷射条件下液态LPG燃料的自由喷雾过程,测量了喷雾贯穿距离、投影喷雾面积、喷雾体积和喷雾锥角等喷雾特性。通过与手工测量结果对比证明了数字图像处理方法测量结果的有效性。试验结果表明:喷射压力越高,喷雾贯穿距离、投影喷雾面积和喷雾体积越大,而喷雾锥角越小;带有双孔分流套的喷嘴雾化效果好,更有利于形成均匀混合气;在喷雾中期和后期,不带双孔分流套的喷嘴的喷雾贯穿距离长,但在喷雾初期的一段时间内,却比带有双孔分流套的喷嘴的喷雾贯穿距离短。     

湿法烟气脱硫旋流喷嘴雾化特性研究

1引言石灰石/石灰-石膏湿法脱硫是目前的主流烟气脱硫工艺,其核心设备是脱硫吸收塔,较常用的塔型是喷淋塔[1]。雾化喷嘴是喷淋塔内的关键部件,雾化的优劣直接影响脱硫效率和脱硫剂的利用率。通常多用旋流压力式喷嘴,其中空心锥旋流喷嘴最为常见,系统地研究旋流喷嘴雾化特性对湿