大流量标准Y型喷嘴内部流动特性的数值模拟

采用计算流体动力学方法对大流量标准Y型喷嘴内部的流动特性进行了数值模拟,通过计算获得了喷嘴内部的流动特性,并研究了气耗率变化对喷嘴出口流动状态的影响。结果表明:当气耗率较小时,喷嘴出口表现出环状流特征;当气耗率较大时,出现类雾状流特征;进一步增大气耗率对气液掺混效果改善作用有限。数值计算获得的流量数据与试验结果吻合较好,液流量相对误差小于5%,气流量相对误差小于10%。     

脉动压力下旋流喷嘴流动特性的数值模拟

对旋流喷嘴在脉动压力作用下的内部流动进行了数值模拟,分析了瞬时流量、平均流量、雾化角、脉动压力与瞬时流量间相位差随脉动压力频率的变化规律．结果表明：瞬时流量和雾化角均呈现与脉动压力频率相同的周期性变化,且瞬时流量与雾化角之间相位相差一个兀角;喷嘴出口的平均流量随脉动压力频率的变化呈振荡变化,其变化规律比较复杂．     

气动喷嘴雾化特性的数值研究

对于内混式喷嘴,气液存在强烈的混合作用,决定雾化性能的最主要因素是作为雾化剂的高速气体与作为雾化介质的液体进行动量交换的强度。对气动喷嘴的雾化特性进行了数值模拟,对喷嘴内的流动现象进行了分析,得到了一些有益的结论。     

燃气轮机涡旋式喷嘴内流体动力特性数值模拟研究

提出了一种新型燃气轮机涡旋式喷嘴,这种喷嘴相对于传统的具有固定的涡旋数的喷嘴而言,其特点就在于能在相同的Re数下得到不同的涡旋数,因此,在低负荷的情况下更加有利于燃料的燃烧。对喷嘴的结构以及流场特性进行了深入探讨,同时,还对不同的涡旋数下,流场内的中心回流区及湍流强度分布特性进行了分析和讨论。进一步的模拟及实验研究还有待进行,以描述由这种涡旋式喷嘴产生的流体动力特性及其如何影响燃烧过程。     

WDH型气泡雾化喷嘴的流量特性研究

ＷＤＨ型气泡雾化柴油、重油、渣油及奥里油燃烧器已在各行业的工业炉窑上得到了广泛应用。     

空气雾化燃油喷嘴的喷雾数值模拟

利用Fluent商业软件对空气雾化喷嘴的喷雾场进行了模拟求解，讨论了喷嘴的结构对雾化效果的影响，并分析了喷嘴出口下游截面雾化粒径的分布情况。得出的结论表明喷嘴结构是影响雾化质量的重要因素之一，并且喷嘴下游截面粒径分布基本呈轴对称增大的趋势。     

扇形喷嘴射流行为的数值模拟研究

以高压扇形喷嘴射流行为为研究对象,建立了描述扇形喷嘴射流行为的三维数学模型,采用数值模拟方法对不同入口压力、收缩角和V型切槽半角条件下扇形喷嘴射流特性进行研究.研究结果表明:当扇形喷嘴几何参数不变时,随着入口压力增加,射流冲击核心区域内水的流速显著增加,射流冲击宽度变化不显著;随着V型切槽半角的增加,射流冲击核心区域内...     

某重型燃气轮机喷嘴组流量特性试验研究

概述了在研的某重型燃气轮机喷嘴组油路的流量特性试验研究结果.通过构件及喷嘴组试验,确定了喷嘴组各流道尺寸,获得了喷嘴组Ⅰ、Ⅱ路共同供油时流量相互干扰的定量关系,获得了由于焊接等因素导致流量减小的定量关系.以试验数据为依据的喷嘴组通过了单管燃烧试验,各项指标均达设计标准.证明了该试验设备及试验方法的实用性、可行性和可靠性,试验数据为该喷嘴组的设计改型提供了可靠的依据.     

某重型燃气轮机双燃料喷嘴组流量特性试验研究

讨论了某重型燃气轮机DLN燃烧室双燃料喷嘴组气体燃料冷态流量试验研究结果.应用自行研制的SH-1气体流量试验器准确测量了喷嘴组各路供气量,依据试验结果修正喷嘴组设计尺寸,实现设计要求.流量试验结果表明复杂流道结构设计仍需依赖试验修正,组件焊接工艺对流量影响较大.单管燃烧试验结果表明,通过冷态试验,喷嘴组各工况流量均达到设计要求,保证燃烧室高效稳定的燃烧,但燃料预混均匀性较差,不能满足低Nox排放要求,是后续改进目标.     

微小流量测量音速喷嘴的流动特性

针对国际标准规定的几何形状下微小尺寸音速喷嘴加工的困难,探讨应用MEMS技术加工的方形截面喷嘴进行微小流量测试的可能性,重点考察几何形状的差异所造成喷嘴流动特性的改变和相关测试技术的特性。论文具体对微米、毫米量级不同截面形状喷嘴内流场进行系统的数值模拟计算,发现方形截面微小喷嘴流出系数明显小于对应圆形截面,主要原因在于方形截面微小喷嘴喉部流动特性的差异,即喉部截面内只能是小范围能达到当地声速,而不是圆形截面喷嘴喉部界面大部分区域能达到声速,从而使其流出系数较后者明显减小。     

喷油嘴内部空穴流动模拟计算分析

利用多相流空穴模型对喷油嘴稳定喷射时喷孔内的空穴流动现象进行了三维数值模拟,分析了空穴在喷油嘴内的形成机理及其分布情况,,基于此模型进一步研究了喷油压力、背压及喷孔入口圆角半径与喷孔k系数对喷孔内部空穴分布的影响.通过模拟计算可知,喷射压力降低和背压增加、增大喷孔入口圆角半径及喷孔k系数后,喷孔内空穴将减小.     

转炉蒸发冷却器内喷嘴雾化介质选择的数值模拟

针对转炉蒸发冷却系统内气液外混双相流喷嘴雾化介质的选择,应用计算流体力学,通过FLUENT模块主要运用VOF模型在不同压力工况下对雾化介质为水蒸气和氮气时外混喷嘴的气液流动状态进行数值模拟,通过模型x=0截面的速度云图及矢量图观测计算模拟结果,并以条件雾化角θ、质量平均直径d_(MMD)和索太尔平均直径d_(SMD)为雾化质量的判断标准。所得水蒸气雾化介质下的平均θ为74.43°,d_(MMD)为32.14μm,d_(SMD)为64.99μm;氮气雾化介质条件下的平均θ为68.13°,d_(MMD)为24.48μm,d_(SMD)为65.10μm。对三个判断标准和雾化质量的相关性进行分析,最终建议气液压力比为2的条件下,雾化介质采用氮气。     

异型截面喷管优化设计及数值模拟

提出了一种圆角矩形喷管的设计方法,并通过数值模拟软件对圆角矩形、椭圆、矩形以及轴对称喷管流场进行了对比分析。数值计算表明:在相同的入口条件和出口面积条件下,圆角矩形喷管和椭圆喷管均可获得较大的总温总压均匀区,马赫数略高于矩形喷管,均能提高设备能量利用率,但圆角矩形喷管结合了轴对称喷管和矩形喷管的优势,可获得更好的试验均匀区,边角处温度和压力梯度较小。圆角矩形喷管较大的侧壁平面也为氧化烧蚀试验中平板材料的固定提供了一定的便捷性。     

伞喷喷嘴内空化现象的数值模拟

使用混合多相模型和全空化模型通过数值模拟研究了伞喷喷嘴内的空化流动过程.结果发现,伞喷喷嘴内的空化发展显著影响了喷嘴出口处的燃油液膜厚度和喷射速度,进而直接改变喷射锥角和液滴的平均索特直径.基于喷嘴内燃油蒸气的分布,空化可以划分为无空化、入口空化、出口发展空化和完全空化.完全空化中燃油蒸气延伸至喷嘴出口,可以显著增加喷...     

模拟探讨喷油嘴孔径及孔数对柴油机燃烧特性的影响

应用三维CFD模拟软件FIRE、发动机热力循环模拟软件BOOST以及燃油喷射模拟软件HYDISM,对喷油嘴孔径及孔数对柴油机燃烧特性的影响进行了模拟探讨。结果表明,喷孔直径和数目影响燃油的喷雾质量和油气混合质量,进而影响燃油耗量及碳烟、NOx的排放。     

背压对敞口型旋流喷嘴液膜特性影响的数值研究

背压对空气物性影响较大,使喷嘴液膜受到的气动力发生大幅变化。采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）方法对比3种常见液体工质和3种喷嘴尺寸,研究背压对雾化锥角、液膜厚度、旋流强度、液膜表面自激励不稳定性以及液膜形态的影响。结果表明：雾化锥角随背压增加而减小,其中部分喷嘴当背压达到某定值后,雾化锥角小幅波动;选用正庚烷或正十二烷为工质时,液膜厚度随背压增加而增加,达到一定背压后,3种液体液膜厚度呈小幅波动;旋流强度随背压变化无明显规律性;液膜自激励不稳定性随背压增加而降低;因水的表面张力较大,各雾化参数较为稳定;液膜形态与韦伯数呈明显规律性,背压越小韦伯数越大,液膜形态也更趋近于完美圆锥形;以正十二烷为工质时,其液膜形态在大背压下明显收缩,呈洋葱形,其余工质的液膜形态随背压增加,均逐渐从空心圆锥转变为郁金香形。     

流线形喷嘴时射流泵流场的数值模拟

为分析流线形喷嘴时射流泵的水力特性,采用紊流数值模拟方法,对流线形喷嘴时射流泵流场进行了三维计算。结果表明,随着流量比的增大,工作液流核区衰减得越慢,在喉管入口段工作液提升被吸液的区域有所减小;流量比越大喉管内紊动能最大值出现的位置会靠后且其数值会降低,两股液体混掺作用会变弱;喉管内压力随流量比的增大而逐渐降低且负压区范围有所扩大,最低负压发生在喉管壁处。同一流量比下,流线形喷嘴时射流泵的压力比略微高于圆锥形喷嘴时,但差别很小。流线形喷嘴时射流泵流场的计算成果,可为研究射流泵水力特性提供参考。     

机车柴油机喷油嘴三维流场数值模拟及其改进研究

通过FLUENT软件利用可压缩流体的三维湍流模型和无粘流动模型对改进前后喷油嘴内流场进行了数值模拟。对比研究发现,90°密封座面的压力损失小于60°密封座面;随着喷射压力的提高喷油嘴流量系数有减小的趋势;喷孔倒角可以增大喷油嘴流量系数,同时可以减少高压喷射带来的压力损失。在高强化中速机车柴油机上220 000 km的实际运用结果表明,该型针阀偶件大大减少了故障率,并且其工作可靠性、使用寿命有大幅度提高。     

柴油机喷嘴结构优化的数值模拟分析

柴油机喷嘴头部细微结构的变化对内部流动有显著的影响，进而影响到喷雾油束雾化性能。利用混合多相流空穴模型对STD（Standard）标准型、VCO（Valve Closed Orifice）无压力室型及IMPROVED改进型的垂直多孔喷嘴内部完全发展了的空穴流动进行了不同针阀升程下的三维数值模拟，通过对比分析得出改进型喷嘴能在低喷油速率下获得相对良好的喷雾性能，综合特性优于STD标准型和VCO无压力室型喷嘴。