基于可压缩双流体模型对射流破碎的研究

在OpenFOAM框架下,基于可压缩双流体模型,应用界面压缩法捕捉气液界面,采用大涡模型处理高速射流中的湍流流动,验证了文献中锥形喷嘴的质量流量和喷雾动量通量实验数据,数值结果和实验数据吻合较好,并在此基础上对射流破碎的机理进行了分析.为分析喷嘴几何结构对破碎的影响,修改ECN spray D喷嘴的出口直径,得到圆柱形喷嘴,结果发现圆柱形喷嘴的液柱破碎较弱,液核长度较长,因此喷嘴具有一定的锥度可以促进喷嘴出口的射流破碎.     

LPG罐车爬壁射流清洗小车力学特性研究

根据LPG罐车内壁清洗工作要求,设计了一种融合高压水射流与机械刮刷两种清洗技术的爬壁射流清洗小车。通过建立小车附壁清洗的静力学和动力学模型,推导出小车可靠吸附所需最小吸附力方程以及小车稳定运行和转向的最小驱动力方程。对不同壁面倾角下的算例分析表明:静止吸附时主要失稳形式为沿壁面下滑,在壁面倾角为120°时稳定性最差,所需最小吸附力约为51. 8 N;稳定运行时主要失效形式为差速转向,最危壁面倾角为50°,所需最小驱动力矩约为2. 95 N·m。经样机实验证明,研究结果可靠,为LPG罐车自动化清洗设备的开发及相应技术研究提供了一定的理论依据。     

含不凝性气体蒸汽浸没射流冷凝压力振荡实验研究

实验研究了不凝性气体（空气）含量、水温和蒸汽质量流速对蒸汽浸没射流冷凝压力振荡特性的影响，实验工况横跨冷凝振荡（CO）区和稳定冷凝（SC）区。结果表明：对于纯蒸汽射流，压力振荡主频随水温的升高而降低，振荡强度随水温的升高而升高；在CO区，振荡主频和振荡强度均随蒸汽质量流速的升高而升高；在SC区，振荡主频随蒸汽质量流速的升高而降低，振荡强度基本上不随蒸汽质量流速的变化而发生改变；对于含空气射流，随空气质量分数的增加，振荡主频总体呈下降趋势，振荡强度先迅速下降后小幅上升，在空气质量分数为0.05～0.1区域内振荡主频和振荡强度均存在极小值。     

超大规模诱导气气浮技术及其工程应用

为促进国内超大规模诱导气气浮技术的研发和工程应用,结合科威特B油田使用的超大规模诱导气气浮装置的基本结构及工作原理,详细叙述了该设备的工艺流程和性能特点,重点介绍了该设备当前的运行情况及现场操作过程中出现的问题,并给出解决方案,提出了该设备下一步的技术研究方向。     

管道清管器运行速度控制技术研究进展

随着对管道安全问题和降本增效理念的逐步重视，管道清管操作已成为全世界油气管道运行中必不可少的作业规程，清管器的运行速度是需要重点控制的参数之一，当其处于合理区间内时（原油管道1~5m/s，天然气管道2~7m/s），清管效果最佳。本文基于对管道清管数学模型的研究，首先论述了不同的被动控制方法，认为该方法较为灵活，应用广泛，对不同入口条件下清管器速度的准确计算是能否控制清管器速度处于合理区间的关键；然后对不同的主动控制方法进行了研究，研究表明：射流清管器速度控制的核心是旁通率的优选，其依赖于压降系数、皮碗与管壁间摩擦力的准确计算，建立简便可靠的摩擦力工程计算模型将有助于射流清管技术应用的进一步推广；最终本文对清管器智能调速技术进行综述和展望，指出发展稳定可靠的国产智能调速技术是未来重点研究方向。     

淹没两相射流过程噪声特性数值模拟

船舶液舱吹除排水是淹没两相射流过程,由于直接向舷外排气,会产生较高的射流噪声,难以通过一般的减振隔振措施进行抑制。深入分析船舶通海系统淹没两相射流过程的噪声特性,有助于控制淹没射流噪声,提高舰船的战斗力和生命力,具有重大的军事意义。本文借助FLUENT仿真软件,采用大涡模拟和FW-H方程对淹没两相射流过程的射流流场和噪声,进行了流场分析和噪声定量计算。计算结果表明,淹没两相射流过程噪声主要受吹除压力和背压的压差影响,压差越大,射流噪声越大;液舱排空后,直接喷射排气产生的射流噪声显著升高;频谱图呈现低频特性,频率主要分布在1 500 Hz以内。     

射流曝气机内部流动三维数值模拟与关键结构参数分析

为了探究射流曝气机关键结构对其引射气体性能的影响规律,利用Fluent软件,采用控制变量的方法对不同喉嘴距、喉管长径比以及面积比下的射流曝气机内部流动进行了三维数值模拟,得到了射流曝气机内部压力、流速以及湍动能的仿真结果。通过对比分析可知,喉嘴距、喉管长径比、面积比等都对射流曝气机引射性能有一定的影响。在设计的结构尺寸范围内,当喉嘴距为1.5D、喉管长径比为4、面积比为4.84时引射系数最大,曝气机引射气体性能最好。研究结果可为新型射流曝气机的设计提供理论和实际参考。