蒙特卡罗法对射流泵模型内部流场的数值模拟

阐述了蒙特卡罗法的主要思想和原理,说明了用蒙特卡罗法求解二维对流扩散方程过程以及在计算机上的实现.最后,对射流泵模型用蒙特卡罗法进行内部流场数值模拟,模拟结果符合实际,为以后研究射流泵内部流场增加了一个全新的方法.     

剩余推进剂排放对卫星表面污染量的计算

分析了某运载火箭的第三级火箭在星箭分离后,贮箱内剩余推进剂排放的物理过程;应用Euler理论的多相流体模型,建立了剩余推进剂排放气-粒两相湍流流动的数学模型;计算了剩余推进剂排放对卫星造成的最大污染量,为推进剂排放方案的实施与否提供理论依据.     

轴流泵前置导轮的设计与研究

根据轴流泵的特点,参考离心泵诱导轮的设计方法,对轴流泵前置导轮的设计与配套作了初步研究,主要内容包括:导轮的布置和轴面尺寸的拟定;导轮的计算截面的划分和叶片进出口安放角计算;利用螺旋线对导轮的叶片绘形等等.经过如此设计的前置导轮装于轴流泵进口,能够减轻轴流泵的汽蚀和改善主叶轮的进口流态,这在试验中已经得到了初步验证.由此证明如此设计是合理可行的.     

宽范围面积比下液气射流泵性能试验

结合液气射流泵的工作特点,介绍了其不同的应用场合时对泵具有不同的性能要求。以喉管/喷嘴面积比m为主要研究参数,在喉管长度固定情况下,对15种面积比(1.1025～110.25)单级液气射流泵工作性能进行了试验研究,结果显示面积比大小具有一定范围使泵正常工作,小面积比的液气射流泵可以得到较大的压力比,大面积比情况下可以得到较大的液气比。对于本文试验中给定的供水离心泵扬程大小和液气射流泵模型,以液气射流泵效率最高为衡量,存在最优面积比使泵效率最高,且该值与Cunningham经验公式变换后的计算值一致,同时试验得到小面积比情况下(m<4.41)合适的工作水压力值。试验结果为液气射流泵的工业应用提供依据。     

对轴流泵前置导轮设计的探讨

对轴流泵前置导轮的设计与配套作了初步研究，主要内容包括：前置导轮设计参数的分析与确定；导轮尺寸的拟定；导轮叶片的计算与导轮的叶片绘形等。所设计的导轮能够有效地减轻轴流泵的水力振动和噪音，可为泵站技术改造提供参考。     

液气射流泵传质分析

对影响液气射流泵传质因素进行了简单分析，提出了改善射流泵传质效果的尺寸结构模型。     

气-液喷射器内两相流流型分析

对水平安装气-液喷射器内两相流流型进行了分析研究。根据圆管内气-液两相流流型转变的经验准则式，结合气-液喷射器性能方程，得出了气-液喷射器内环状流和雾状流的流型区间。以空气-水喷射器为例，给出了喷嘴出口当地最大马赫数与引射流体入口／出口压比的关系式，证明了当工作气体（空气）在喷嘴中作超临界膨胀时，喷射器内流型至少为环状流。     

几种异形喷嘴喷射的液气射流泵性能试验研究

液气射流泵常作为一种射流混合设备而广泛应用,为适应不同喷射需要以形成不同的两相混合特性,本文研究了几种异形喷嘴情况下液气射流泵的水力性能,并与当量面积圆形喷嘴喷射情况对比。固定喉管长度及内径不变,更换3种当量面积比的喷嘴进行性能试验,结果表明:对于吸入室形成一定的真空度,圆形喷嘴形式喷射与异形喷嘴喷射比较,需要的工作压力较低。异形喷嘴在较大面积比时,形成的液气射流泵最大气液比大于圆形喷嘴,从射流发散碎裂分析,异形喷嘴能减小喉管长度,本文结论为液气射流泵内气液混合的应用提供了新的射流方法。     

液气射流泵扩散管内气泡尺寸的试验研究

在工作水压力小于500kPa的低压水射流情况下,通过取样法和摄像法试验研究了下喷式液气射流泵扩散管内部气泡直径范围,获得内部气液两相流动情况及气泡分布特性。在一定的孔口雷诺数下,不同气液比下扩散管中气泡直径范围约80%集中在0.6～1.3mm。测量不同孔口雷诺数下的气泡直径,在孔口雷诺数较小的情况下气泡直径变化明显,最大直径可以达到3mm左右。由试验结果可以看出,气液比的变化相对于工作压力的改变对气泡尺寸影响比较明显。液气射流泵作为气液接触、射流混合及反应的设备,用于气体的吸收和分离操作。其含气率和气泡分布以及相接触面积是内部射流混合的重要参数。研究结论和结果有利于进一步提高气液两相混合效果。     

椭圆与圆截面消防水炮炮座流动对比及试验

在内径66 mm 大回转结构形式水炮炮座的缩小试验模型上,提出含有椭圆截面形式的新型流道,采用数值模拟方法对比研究流道截面改变带来的差异,采用粒子图像测试技术PIV试验验证数值模拟结果。对比的结论为：当炮座的一部分圆截面管竖向压扁为相同过流面积的椭圆截面后,流道总流动损失增加且增量非常小;同样,反映出口紊流程度的湍动能变化量也很小。炮座出口流线发生变化,涡通量减小,出口平均速度偏差减小,径向线速度分布曲线上具有峰值减小,低谷值增大的特点,这些都说明流动均匀性获得改善。试验与数值模拟对比,管轴线速度偏差在2.3%以内,径向速度偏差约在8%以内,湍动能对比获得一致的数量量级。PIV 试验结果在流速分布上与数值模拟结果一致,但在区分两种流道的差异上需要提高试验精度。