气液喷射器性能研究及结构优化

气液喷射器的工作性能,主要在于其混合室与喷嘴出口截面比以及喷射器进出口压降的影响。为考虑结构尺寸和进出口压降对喷射器性能的影响,对气液喷射器中两流体的混合状态进行了仿真计算,对两相流体在混合环境中的压强、流速等分布图的性质开展了具体的研究,并针对不同的气液流量比、混合室长度、混合室直径的喷射器结构的特性开展了比较,得到其工作效率和压降都随气液比、混合室长度以及直径增加而升高。但在效率升高同时,压降也随之上升,导致混合管内壁流效应和流体间的摩擦阻力均增大,使其工作效率大大降低。最后利用多目标优化设计,在保持喷射器高效率同时降低其压降,得到了三组混合室直径以及长度的最佳值,与初始结构对比,使其效率平均提高了24.25%,压降平均降低了88.43%。     

蒸汽喷射器效率优化方法及CFD分析

利用动量定理对蒸汽喷射器效率计算公式进行推导,得出蒸汽喷射器效率与喷射系数及混合速比的关系式.并利用CFD数值模拟方法,对不同的喷射器效率改进设计方法进行计算模拟研究.结果表明,在同等入口及出口参数条件下,对蒸汽喷射器结构参数的改进,可以提高喷射系数及喷射器效率.     

太阳能喷射式制冷系统喷射器性能的三维数值模拟

利用FLUENT软件对太阳能喷射式制冷系统中的喷射器进行三维数值模拟,从影响喷射器性能的主要工作参数和喷射器的主要尺寸、结构等方面进行了数值计算。从数值模拟的研究中得出：流线型结构的喷射器能减弱混合过程中的回流现象;在超过某一值时继续增加工作流体的压力对喷射器性能没有改善;喷嘴出口和扩压管入口存在一定的距离会提高喷射器的性能;收缩段采用流线型的喷射器性能很接近四段都采用流线型的喷射器的性能,并且都能提高喷射器的性能。     

基于CFD数值模拟下的蒸汽喷射器性能预测

建立了蒸汽喷射器热力学模型,并验证了该模型性能及结构计算的可靠性。并针对实际情况中,对该模型进行了动态模拟。结果显示：当工作流体的温度升高时,工质流体的质量流量都会增加,引射系数存在峰值,峰值所对应温度为热力学模型设定温度值;当引射流体的温度升高时,其质量流量也会随之增大,而工作流体的质量流量则较稳定,因此引射流体温度与压力的升高可以改善喷射器的性能;当背压升高时,在一定压力范围内,工质流体的质量流量都趋于稳定,而当背压超过热力学模型设定背压值时,引射流体的质量流量便随背压的升高而急剧下降,喷射器性能严重恶化,故认为该压力值为喷射器的临界背压。本文研究结果对喷射器的设计计算具有一定的指导作用。 关键词：蒸汽喷射器;热力学模型;数值模拟;引射系数     

基于三维数值模拟的蒸汽喷射器结构优化

蒸汽喷射器可以有效利用余热资源,是一种节能环保的流体机械。采用计算流体力学(CFD)软件对蒸汽喷射器进行三维数值模拟,研究了喷嘴出口马赫数、混合室长度、等截面积混合段长度和扩压室长度对喷射器引射比和临界压力的影响。模拟结果表明:混合室长度存在一个最佳值,且最佳混合室长度与喷嘴出口马赫数有关;等截面积混合段长度和扩压室长度对引射比的影响不大,但是会影响喷射器的临界压力。研究结果对于蒸汽喷射器的设计和结构优化有一定的意义。     

新型可调式喷射器性能的计算与分析

提出在喷射器喷嘴内插入喷针来调节喷射器工作参数的方案,建立了可调武喷射器性能计算模型,分析了喷嘴截面积变化对喷射系数、气体压力、气体流量等参数的影响。结果表明,通过对喷射器喉口面积的调节,可以实现把出口流量控制在一个稳定的区域内,从而减小喷射器入口参数对出口参数以至整个系统的影响。可调式喷嘴可拓宽喷射器的有效工作范围。     

同心反切燃烧器系统炉内多相流动特性试验及数值模拟

同心反切燃烧系统已在多台１２５ＭＷ和３００ＭＷ机组锅炉上应用，并取得了较好的稳燃和防结渣效果。本文在冷炉及大型冷模试验台上对同心反切燃烧系统进行了试验，并用投影法对炉内空气动力场进行了数值模拟，得出了在不同二次风反切角度时，炉内速度场、实际切圆直径变化、炉膛出口速度均匀性等结果。这些结果对同心反切系统的设计、运行调整具有参考价值。     

蒸汽喷射器内二维流场的数值模拟研究

通过求解二维N-S方程．对以水蒸气为工质的喷射器内复杂的流场进行数值模拟。分析比较了四种不同的湍流模型，Chen-Kim修正的k-ε模型用于数值模拟，分析了工作参数及喷射器结构对喷射器内部的流场及出口激波的形成的影响，得出了喷射器设计的优化方案。     

蒸汽喷射器在节能应用中的性能分析

蒸汽喷射器是橡胶生成中一种有效的蒸汽回收节能装置。通过自主编程与商业流体软件Fluent结合的计算分析方法,探讨压力参数的变化对喷射器性能及内部流场的影响,讨论蒸汽喷射器性能变化对蒸汽回收节能应用的影响。结果发现,喷射器性能对压缩比的变化影响更敏感;当喷射器的压缩压力低于临界压力时,喷射器效率严重恶化。     

气固喷射器的三维数值模拟

采用欧拉双流体模型及颗粒动理学理论,对洁净煤发电器内的气固两相流动进行三维数值模拟.结果表明.在该喷射器的收缩段的下壁面有一明显的固体颗粒聚集区,这与实验观察到的现象基本一致;气体在喷射器中心形成一个高速射流区域,由于高速气流的卷吸作用,高速射流区的两侧有明显的回流现象;固体颗粒速度最大的地方离气体入口有一段距离.为了进一步验证模型.气固喷射器内静压分布的数值结果与实验进行了比较,结果表明:基于欧拉双流体模型的三维数值模拟结果和试验结果吻合得较好,平均误差较小,这说明该模拟方法是成功的.可为进一步研究与节能减排相关装置的气固喷射器的复杂气固流动特性提供参考.     

燃烧室形状对柴油机性能影响的研究

为研究混合气的形成状况和燃烧质量，探索燃烧室形状对柴油机性能的影响，本文应用STAR—CD程序对不同几何形状的燃烧室内的燃油雾化、燃烧进行三雏数值模拟。计算结果表明，燃烧室的形状对燃烧过程有着重要影响。缩口燃烧室具有较大的挤流强度，较长的涡流持续期，较合理的涡流分布，更有利于混合气的形成，可以进一步加速扩散燃烧，产生较高的缸内压力和温度，具有最好的燃烧性能。直口燃烧室燃烧性能相对较差，敞口燃烧室的最差。但是缩口燃烧室的热应力较大，残余废气不易排除，实现增压比较困难。     

二甲醚柴油各组分含量数值模拟研究

为了实现发动杌的清洁、高效燃烧,二甲基醚作为压燃式发动机的代用燃料已经引起了国内外的广泛关注.本文在KIVA源程序中向燃料库添加液态DME的各种物性参数数据模块等以建立二甲醚燃料库,针对二甲醚燃料建立了油束模型和燃烧模型,并把这些数学模型耦合入KIVA后形成子程序并建立了二甲醚燃烧数值仿真计算平台.利用建立的平台计算了燃烧二甲醚柴油时的各组分含量.数值模拟表明:仿真结果与试验结果相同,所建立的二甲醚燃烧过程数值模拟平台具有一定的实用性.结果表明:燃用二甲醚的发动机与燃用柴油比较,缸内组分CO、CO2量较少.     

甲醇-柴油混合燃料燃烧的数值模拟

本文根据柴油机燃烧过程的数学模型,将Chemkin中甲醇燃烧动力学反应机理导入Fluent软件中,对各种比例下的甲醇柴油微乳液进行了燃烧模拟计算,并用S195柴油机在台架上对计算值进行测试验证。结果表明:数值模拟的方法可靠。在不改动柴油机结构的情况下,甲醇含量影响燃烧效果,低甲醇含量可以提高燃烧效率,高甲醇含量降低燃烧效率,甲醇含量为10%时最佳。     

CA6DL1—30柴油机燃烧室改进的模拟与实验研究

为研究燃烧室形状对柴油机燃烧和排放性能的影响,应用大型通用CFD软件STAR—CD程序对3种不同形状的燃烧室内燃烧过程进行了多维数值模拟计算,研究了不同的燃烧室形状对缸内气流运动以及缸内燃烧温度和排放的影响,并通过实验验证了计算模型的正确性。     

燃烧过程中NOx形成的数学模拟

本文建立了各种燃料燃烧过程中ＮＯｘ形成的数学模型，并进行了大量的对比计算及计算误差的估计，说明该程序可以比较准确地预报预混及快速混合火焰中ＮＯｘ的形成过程。     

不同结构消声器内部流场的比较

通过对两种不同结构消声器内部流场的模拟,研究了气流对消声器的影响。以两种典型消声器Ⅰ和消声器Ⅱ为例,对内部流场进行对比分析。消声器结构不同,内部产生的涡流也不同,气流经过消声器Ⅰ的内插管后,进入第二腔产生两处大的涡流,而消声器Ⅱ有4处大的涡流,强度也比消声器Ⅰ的大。模拟计算出的入口绝对压力可以作为设计优化消声器结构流动阻力大小的依据。消声器尾管采用穿孔管,可以对消声器再生噪声在出口处进行衰减,但同时也增加了流动阻力。     

高辛烷值燃料HCCI燃烧特性的变参数研究

构建了一种高辛烷值燃料与空气压缩自燃反应机理(89种组分,413个反应)。用在快速压缩机上获得的试验数据对它进行了验证,考察了机理的有效性。然后将其嵌入内燃机模型,在CHEMKIN平台上对这种燃料的HCCI燃烧特性进行了变参数的数值模拟,研究了进气温度、进气压力、空燃比、压缩比、转速和EGR等因素对燃烧特性的影响,同时预测了缸内反应物、生成物、自由基浓度随曲轴转角变化的历程。计算结果对燃用高辛烷值燃料HCCI发动机燃烧过程的优化提供了依据。     

火花点火发动机着火延迟期,燃烧持续期及NOx排放的数值模拟预测

本文介绍了火花点火发动机着火延迟期、燃烧持续期及ＮＯｘ排放的数值计算方法，并结全准维湍流卷吸模型进行了数值计算。文中给出了准维模型的计算与试验结果，并分析计算了若干发动机运行参数对着火延迟期、燃烧持续期及ＮＯｘ排放和平均指示压力的影响。结果表明，根据准维模型建立的着火延迟期、燃烧持续期及ＮＯｘ排放计算式有较清晰的物理意义，对分析、理解火花点火发动机燃烧与排放形成有一定的参考价值。     

Effect of convex platform structure on hydrogen and oxygen combustion characteristics in micro combustor

The combustion characteristics of the micro combustor with a convex platform were simulated and the effects of the height of the convex platform and the inlet velocity on the combustion process were analyzed. The results show that the setting of convex platform can significantly increase the maximum velocity and reduce the outlet velocity. When the height of the boss continues to increase, the maximum velocity is more significant, but has little effect on the outlet velocity. At the same time, the increasing height of the convex platform increases, the turbulent kinetic energy and reduces the intensity of combustion on the axis. However further increase in the height does not reduce the effect significantly. The fuel conversion rate increases significantly, but the velocity decreases. In the micro combustor with a convex platform, increasing the inlet velocity increases the axial temperature, the fuel conversion rate decreases.     

炉膛（CFS系统）燃烧过程的数值模拟及工程应用

本文以某厂四角燃煤锅炉为例，进行一、二次风同心正反切时炉内冷、热态试验研究，并进行数值模拟与之对照。试验和数值模拟结果均表明：当一、二次风气流以一定角度交叉送入炉膛时，合理调节一、二次风气流配风角度，采用合适的一、二次风动量矩的比值，能够改善炉内空气动力结构，减少煤粉气流刷墙贴壁，有利于防止燃烧器区结渣。