双流体喷嘴雾化特性的试验研究

利用PIV测量技术,通过试验研究了两种双流体雾化喷嘴（气泡雾化喷嘴和Y型喷嘴）的雾化特性,分析了气液比、液体流量、喷嘴结构等对雾化性能的影响,研究结果表明：气泡雾化喷嘴的雾炬比双流体喷嘴更饱满,雾化质量更好;雾化颗粒平均粒径随着气液比增加呈现下降趋势,当ALR〉0.04,雾化颗粒平均粒径减小的趋势趋缓;随着被雾化液体流量的增加,雾化颗粒平均减小;在相同混合室面积条件下,增大雾化气注入孔截面积有利于雾化质量的提高.     

气—液内混式高压喷嘴液体流量特性及雾化特性的研究

对气-液内混式高压喷嘴的液体流量特性及雾化特性进行了实验研究,分析了操作参数、喷嘴混合室进、出口孔径对两种特性的影响规律,为喷嘴的设计提供了依据。     

水煤膏喷嘴雾化机理及影响因素分析

通过对气力式雾化喷嘴特性的分析,提出了水煤膏喷嘴雾化机理，分析了诸因素对水煤膏雾化性能的影响，确定了影响其雾化性能的主要因素，提出了可供工程应用参考的数据．     

冲击式气流喷嘴雾化模型

针对冲击式气流喷嘴的雾化特点,考虑气流的冲击作用及表面张力对雾化过程的影响,从液膜受力平衡角度,建立了冲击式气流喷嘴的分阶段雾化模型。分析气流速度、液孔与气孔的相对位置对雾化滴径的影响,模拟结果与实验结果基本一致。     

液体燃料横向射流雾化数值模拟

雾化是液体燃料燃烧非常重要的一个过程,良好的雾化是实现液体燃料高效燃烧的前提．为了得到某燃烧器文丘里管喉口处高速气流对燃油雾化的效果,本文利用计算流体力学软件对该燃烧室中液体燃料雾化两相流场进行了数值模拟,计算采用欧拉一拉格朗日方法,混合破碎KH—RT模型,模拟结果得到了不同气流速度下液滴群SMD分布,通过对单个液滴二次破碎模拟再现了液滴在高速气流中变形破碎的整个过程．     

旋流喷嘴内部流场的数值模拟和实验研究

为了揭示旋流喷嘴内部流动机理,有效预测其外部雾化特性,采用VOF多相流模型和RNG κ-ε湍流模型对旋流喷嘴内部的气液两相流动进行了数值模拟.通过对喷嘴结构进行合理的网格划分和特殊边界条件设置,计算了喷嘴内部的速度场、压力场和空气芯的形状尺寸.分别通过激光测速仪和高速摄像仪测量出口速度、空气芯的直径和雾化半锥角,对计算结果进行了验证.结果表明,旋流喷嘴内部流动为Rankine涡结构,其雾化特性如雾化角和液膜厚度等可以通过分析出口处流场得到.     

离心喷嘴内部流动与液膜初级破碎的耦合模拟

了更准确地预测喷射特性,揭示喷嘴结构对雾化过程的影响,采用VOF多相流模型和大涡模拟湍流模型对航空发动机离心喷嘴内部流动和液膜破碎过程进行了耦合的CFD模拟,捕获了清晰的气液相界面以及油膜的不稳定波和初级破碎现象.模拟结果表明：供油流量增大时油膜的破碎形态由波浪式破碎和轮缘破碎变成穿孔式破碎,这主要是由于喷嘴结构造成的周向扰动对液膜破碎过程产生了较大影响、使液膜破碎长度缩短的缘故.数值计算的喷雾锥角和油膜破碎长度分别与实验测量值和半经验公式计算值符合良好.     

分散介质的粘度对γ-Fe2O3聚丙烯酸锂复合微粒电流变效应的影响

采用反相乳液聚合的方法制备了γ-Fe2O3/聚丙烯酸锂复合微粒,将其分别悬浮分散于不同粘度的硅油、甲苯、邻苯二甲酸二辛酯、溴苯中形成电流变体,以考察分散介质的粘度对电流变效应的影响．研究结果表明,对于介电常数相同或相近的分散介质,粘度的影响不容忽视,如其粘度过低（甲苯和溴苯的情况)将不利于微粒的稳定分散和使用,从而导致电流变效应变差;在某一适中的粘度范围内,粘度对电流变效应的影响很小（粘度50~500 cS硅油的情况);介质的粘度越小,电流变体的电流密度越大．     

喷射成形静电作用下雾化过程的理论分析

静电雾化技术可以提高喷射成形雾化质量,但由于雾化过程涉及气液固三相流、流场和电场等多场联合作用等,给试验研究带来了诸多不便.为了深入了解静电作用对喷射成形中金属液射流破碎的雾化过程影响,从理论上分析了静电作用对喷射成形雾化中射流破碎长度、雾滴表面张力和雾化液滴粒径的影响.结果表明：随着静电电压的增加,射流破碎长度将缩小,雾化液滴直径减小;当电压升高到一定值时,破碎长度和雾滴直径趋于稳定.静电力降低了液滴的表面张力,使得雾化动力相对增加,从而有助于提高雾化质量.     

齿型扩口对旋流燃烧器流动特性影响的研究

采用－维热膜探针多方位转动法，在径向浓淡旋流煤粉燃烧器冷模式试验台，研究了在齿型和普通型两种中心扩口下旋流煤粉燃烧器出口气流的空气动力持性，试验得到了冷态旋转射流的时均速度，湍流应力，偏斜因子的测量结果，分析测量结果可见，齿型中心扩口下中心回流区直径减小，相对回流率较普通型中心扩口增加20％，同时在中心回流区边界附近湍流脉动强度明显提高，湍流正应力提高1倍以上，湍流剪切应力提高3倍以上，在主流区湍流流瞬时速度的概率密度函数更快趋向于完全随机的高斯分布，在齿型中心扩口下，出口射流的回流强度及湍流脉动强度的提高，有利于强化煤粉气流的燃烧反应。     

接地极雾化电晕放电除尘器的研究

随着经济的快速发展和排放标准的日益严格,粉尘的去除一直是研究的热点。设计了一种新型的接地极雾化电晕除尘器。该除尘器在放电过程中,对颗粒物荷电的同时使线电极表面液体雾化,从而有效去除粉尘。在试验过程中,首先设定进气的气流速度为1 m/s和3 m/s,改变线电极表面覆盖液体流量及气流方向,研究了接地极雾化负电晕放电伏⁃安特性。其次,设定线电极表面覆盖液体流量为25 mL/min,研究了接地极雾化负电晕放电装置中顺向气流和逆向气流下气流速度对除尘效率的影响。最后,为了研究接地极雾化电晕放电除尘器对高比电阻粉尘的除尘能力,在气流速度为1 m/s的逆向气流中,将比电阻为1.2×1012 Ω·m的水泥粉尘作为高比电阻粉尘进行了试验。结果表明,随着气流速度的增加,除尘效率降低。当气流速度较大的条件下,气流逆向流动时的放电电流比顺向流动时大;在线电极表面覆盖液体流量为25 mL/min时,接地极雾化负电晕放电的电流最大。接地极雾化电晕放电除尘器最优条件为：线电极表面覆盖液体流量为25 mL/min,逆向气流速度为1 m/s。相对于传统的干式电晕放电反应器,接地极雾化电晕放电除尘器对高比电阻粉尘具有更高的除尘效率。     

基于超声雾化的碳氢燃料多液滴流制备系统

基于超声雾化和载气输运技术,设计了速度、全局当量比可独立控制的碳氢燃料多液滴流制备系统。所生成的多液滴流能够更加真实地模拟内燃机喷雾外围液滴群的流动与混合状态。采用高亮度LED光源,并从90°角度拍摄多液滴流散射光,获得了不同空气流量(10、20、30、40L/min)和正庚烷供给速度(150、200、250、300mL/h)下的多液滴流高速摄影图片。发现多液滴流离开喷嘴管出口后可保持一段时间的单向稳定流动。空气卷吸和液滴挥发的共同作用导致稳定段长度随出口速度升高而先增大后减小。当喷嘴管出口液滴流速度低于5.2m/s时,在稳定段之后将出现明显的空气卷吸漩涡,而且出口速度越低,漩涡越多且形状更加规则。离喷嘴管出口较远时,液滴扩散范围增大和燃料挥发可能导致采用散射光法已逐渐无法观测到多液滴流。     

喷口结构对雾化流场影响规律的数值模拟

喷口结构形式对喷嘴雾化性能有重要影响,本文采用计算流体动力学方法研究了不同雾化气体压强(P0)下喷口结构对喷射气体流场及导流管顶端静压强(Pt)的影响规律,建立了紧耦合型、环缝HPGA(High Pressure Gas Atomizer)型和Laval环孔型三种喷口结构的喷射模型,并用Fluent软件进行了模拟计算.研究结果表明:三种喷嘴结构的抽吸压强及导流管顶端静压强径向梯度随雾化压强的变化表现出不同的变化趋势;Laval环孔型喷嘴在雾化压强较低时雾化性能最佳,HPGA型喷嘴在高压时雾化性能最佳;数值计算结果与试验观测值吻合较好.     

Rheological properties of gamma irradiated [Me_3NC_2H_4OH]~+[Zn_2Cl_5]~- and [Me_3NC_2H_4OH]~+[Zn_3Cl_7]~- ionic liquids

The objective of this work is to verify the rheological behavior of irradiated [Me3NC2H4OH]+[Zn2Cl5]-and [Me3NC2H4OH]+[Zn3Cl7]-ionic liquids in comparison to the unirradiated ones,the viscosities were measured by a strain-control experiment under different irradiation doses’ samples(0,10,20,50,100 kGy) at different shear rates and temperatures.The curves of shear stress against shear rate present that the viscosity of ionic liquid is insensitive to shear rate;the viscosity of ionic liquids decreases with increasing temperature,and can be fitted by Arrhenius equation very well.Gamma radiation causes a decrease of viscosity of [Me3NC2H4OH]+[Zn3Cl7]-by greater than 10%,but it does not impair the viscosity of [Me3NC2H4OH]+[Zn2Cl5]-(within the experimental error) except 20 kGy irradiated sample.The results show that the radiation stability of [Me3NC2H4OH]+[Zn2Cl5]-is higher than that of [Me3NC2H4OH]+[Zn3Cl7]-.     

Spray deposition for making large size billet with swing atomizer

The movement mode of the atomizer is a very important parameter during spray deposition process,which has direct influence on the size and surface texture of the billets. To resolve the problem of manufacturing large size billets,a method of spray deposition by the atomizer with off-center swing was put forward. The atomizer was driven by the alternating current servomotor to swing within 7° at varying speed. The influence of the atomizer parameters,such as translation of the atomizer,swing angle of the atomizer,substrate falling speed and spraying pressure,on the spray deposition was studied. The optimized parameters of the spray deposition process were obtained. The results show that the large size billets with uniform surface quality can be made through adjusting swing frequency and angle of the atomizer,offset distance of the atomizer and inclined angle of the substrate; the valid spray area will decrease and the dimension of top surface will reduce when pressure is less than 0.4 MPa within certain spray distance; meantime,the moving time and cooling time of the droplets are extended,which will lead to loose structure and bad densification. When the pressure,the swing angle and the eccentric offset of the atomization equal 0.5 MPa,7° and 60 mm,respectively,large size billets with fine texture and diameter of 500 mm can be produced.     

Dust removal efficiency of high pressure atomization in underground coal mine

To master theoretical calculation for dust removal efficiency of high pressure atomization in an underground coal mine, the corresponding atomization characteristics and dust removal efficiency were both comprehensively studied in theory by virtue of related theories of hydromechanics and aerosol.According to actual measurements of flow coefficients and atomization angles of X-type swirl nozzle,computational formula was derived for atomized particle sizes of such a nozzle in conjunction with relevant empirical equation. Moreover, a mathematical model for applying high pressure atomization to dust removal in underground coal mine was also established to deduce theoretical computation formula of fractional efficiency. Then, Matlab was adopted to portray the relation curve between fractional efficiency and influence factors. In addition, a theoretical formula was also set up for removal efficiency of respirable dust and total coal dust based on dust size and frequency distribution equations. In the end,impacts of dust characteristic parameters on various dust removal efficiencies were analyzed.     

基于PDA的电喷雾雾化性能研究

随着科技的发展,感应荷电喷雾技术在越来越多的工程领域得到了应用。采用水、甘油及不同体积比的水-甘油混合溶液这些常见常用液体为介质,以雾滴的尺寸和分布状态作为考察喷雾性能的主要指标,通过粒子动态分析仪（Phase Doppler Anemometry,PDA）,对比研究了感应荷电方式下雾化溶液的粘度、电极电压对液滴雾化性能的影响。结果表明,在感应荷电过程中电极电压越大,雾滴在20~50μm数量级上分布的雾滴越多,电极上加载电压后雾滴粒径明显减小分布更均匀,并且随着液体粘度的增大,粒径也增大且雾滴分布均匀度明显下降。     

内混式空气雾化喷嘴的研究

对内混式空气雾化喷嘴的雾化特性进行了实验研究,得到了有关几何结构尺寸对雾化细度MMD的关系曲线和数据,得出了此类喷嘴的一些有意义的雾化规律,为此种喷嘴应用于表面改性设备中,并用于超细颗粒雾化提供了有价值的实验依据和方法。     

环境条件对离心式喷嘴雾化性能的影响

以离心式压力雾化喷嘴为研究对象，对不同环境条件下喷嘴雾化特性的影响进行了数值模拟研究，获得了不同环境压力和环境温度对油膜厚度和雾化锥角等雾化特性参数的影响规律。利用FLUENT软件，在喷油压力4.0 MPa、燃油温度100 ℃的条件下，对环境压力由0.1 MPa升至3.0 MPa、环境温度由-50 ℃升至400 ℃过程中的燃油雾化特性进行了数值计算。结果表明，当环境压力一定时，环境温度增加，气体密度减小，燃油蒸发作用加剧，气相燃油比例增大，雾化效果增强；当环境温度一定时，环境压力增加，气体密度增大，油膜厚度增大，液相燃油比例增大，不利于燃油雾化。     

新型低压空气雾化喷嘴的雾化试验研究

对新型低压空气雾化喷嘴的结构及雾化机理进行了理论分析和试验研究。着重研究了一、二次风比例调节及一次风量与喷油量比、喷嘴的结构特性和有无保护气等对喷嘴雾化特性的影响规律，并找出了影响此类喷嘴的雾化特性的主要因素，同时对大量试验数据进行了多元非线性回归分析处理，得出了关于雾化粒度ＳＭＤ的计算公式，其可信度高，有实用价值。