射流泵内部流动的实验研究

实验研究射流泵内有限空间水射流与其周围低速水流间的紊动混合。在射流泵11个轴向位置上布置了测压点：1个在渐缩锥形喉管入口,6个在喉管,4个在扩散管。用U型管测量11个测压点的壁面压强。用粒子图像速度场仪(PIV)对射流泵喉管入口和喉管内有限空间水射流进行测量。获得了4种流量比情况下射流泵对称面流场的速度矢量和轴心速度分布。测量结果为射流泵内部流动分析提供了可靠依据。     

竖直射流回落液量分布规律的实验研究

在液幕式湿法脱硫中,竖直射流回落液量分布情况直接决定脱硫效率.研究了竖直射流液体回落的分布规律.根据单喷嘴实验数据,推导出了"回落液幕无量纲体积流率公式",此公式各参数有明确的物理意义,可全面描述回落液幕分布特性.通过喷嘴组实验,证明喷嘴组竖直射流回落液量满足多个单喷嘴回落液量简单叠加原理,而且分布均匀性是喷嘴间距和射流高度的函数.     

倾斜射流对移动平板表面紊动和传热特性的影响

采用雷诺应力湍流模型和Simplic算法对半封闭槽道内倾斜射流冲击移动平板的流动和传热特性进行了数值模拟,研究了不同射流角度和不同平板移动速度下平板近壁湍动能和板面努塞尔数的变化.结果表明：射流角度和平板运动速度对平板近壁湍动能和表面努塞尔数值分布影响显著;当入射角与平板运动方向相同时,板速的升高提高了近壁面的湍动能,但是降低了冲击区域的局部努塞尔数值;平板表面的平均努塞尔数值随板速的提高先降低后大幅升高,高速下角度对平板表面的平均传热效果影响较小;当入射角为80°,平板运动方向与入射方向相反且板速和射流速度相同时,在移动平板表面能够获得较佳的紊动和传热效果.     

循环流化床二次风射流穿透规律的试验研究

在一个截面尺寸为0.3 m×0.3 m×4 m的循环流化床冷态试验台上,以热空气作为示踪气体,对二次风射流穿透深度规律进行了试验研究.利用热电偶测量试验段温度场得到二次风射流轨迹,基于交叉射流动量比建立了二次风射流穿透深度的模型.利用该模型对1台465 t/h循环流化床锅炉二次风射流进行预测,并与热态测试结果进行了对比,从而验证了模型的正确性.     

圆湍射流控制的实验研究

本文以圆湍射流为对象,研究了初始扰动参数的改变对湍流拟序结构发展的影响。当雷诺数Ｒｅ＝２９３８,５６４０,１１７５０,以及扰动Ｓｔｒｏｕｈａｌ（Ｓｒ）数在０～０．９范围变化时,通过流场显示,对射流喷口附近过渡区的拟序结构演变过程进行了观测。实验发现,在Ｓｔｒｏｕｈａｌ数为０．５左右时,射流核心区长度最短,拟序结构的发展最显著,且对Ｒｅ数不敏感;拟序结构随初始扰动振幅的增大而增长,但扰动幅值增大到一定程度后,涡的增长趋于不明显。本研究为通过控制湍流拟序结构进而控制湍流提供了初步依据。     

振荡射流控制方柱绕流的实验研究

为研究振荡射流对方柱绕流的流动控制效果,利用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry, PIV)分别测量了不同动量系数下布置于前驻点和后驻点的振荡射流控制的方柱绕流流场,并对测得的流场进行本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition, POD)。研究表明：两种布置方式下振荡射流与流场的作用方式不同,均可有效控制方柱绕流流场,且存在着使控制效果达到最佳的动量系数。当位于前驻点的振荡射流动量系数为0.309时,方柱下游流场形态明显改变,尾涡长度减小约50%,湍动能和雷诺剪切应力分别减小约71%和62%,POD模态表明尾涡呈反对称脱落模式;当位于后驻点的振荡射流动量系数为0.174时,尾涡基本消失,此时尾流场湍动能和雷诺剪切应力分别减小32%和67%,POD模态表明尾涡改变为对称脱落模式。     

枞树型叶根间隙流量试验与数值研究

为了研究气流在涡轮枞树型叶根间隙内的流动特性,以及校核与优化现有叶根间隙流量计算关联式。以某型地面燃气轮机涡轮一级转子枞树型叶根间隙为对象,对其进行了流量试验与三维数值模拟研究。测量了进出口压比范围为1～2工况下通过叶根间隙的流量值,该流量值对应的流动雷诺数范围为1 700～16 500。并在ANSYS/CFX中对相同模型及进出口边界条件下叶根间隙内的流动进行数值模拟,获得叶根间隙截面流动结构,同时计算了长径比39～118范围内,不同压比工况下通过叶根间隙的流量。研究表明：随着压比增大,流过叶根间隙的流量增大趋势逐渐减小;随着长径比增大,流过叶根间隙流量逐渐减小;文献[10-11]提供的叶根间隙流量计算关联式的计算结果与试验测量值平均误差16.3%;与关联式流量计算值随压比变化趋势不同,试验测量值分布曲线随压比增大无明显转折;两端宽、中间窄的叶根间隙通道结构使得流道内层流与湍流共存,从而造成了上述偏差;针对上述偏差,根据试验与三维数值模拟结果拟合了新的叶根间隙流量计算关联式。     

A study on reynolds shear stress measurement by LDV

luthaluctionA high spatial resoluhon, tWo components LaserDoPPler Velocimetry (LDV) has been used for ~fencemeasurements with a high data rate in a cylindrical pipeflow of water In this stUdy, LDV measurements of thetWo velocity componentS in the streamwise ~on andin the radial direchon are performed. As the probe deteCtsthe scattered lights from the seeding particle, the LDVmeasures rather the velocity Of the seeding particle itselfthan the flow velocity. Provided that seeding pwhcles…     

非定常喷嘴射流形状预测研究

在对射流进行非定常CFD解析的基础上，提出了射流直径的计算公式和射流形状的统计预测方法，并由时间平均的射流形状确定了缩流位置、膨胀率等用于设计的重要参数。     

Numerical Study of Heat Transfer and Separated Flow over Rectangular Obstacle in Jet

This paper is about a separated reattaching flow over a hot rectangular obstacle. Two types of incoming flow are examined in order to show the influence of the external zone of the flow on the reattachment process. It comes about due to a wall jet and a boundary layer. The inner region of these two flows is similar, but their external regions are extremely different. The separating and reattaching flow phenomena are of particular interest in engineering fields such as for an aeronautical application. Wall jet flow over an obstacle occurs in many engineering applications such as environmental discharges, heat exchangers, fluid injection systems, cooling of combustion chamber wall in a gas turbine, automobile design, and others. In electronics cooling, the prediction of the Nusselt number distribution along the obstacles is necessary before the design of the apparatus. For a heated obstacle at a constant temperature, T = 350 K and an aspect ratio of 10 (L = 10 H), the problem parameters are: (a) jet exit Reynolds number (Re) ranged from 1000 to 50000, (b) incoming flow configuration (boundary layer and wall jet). The ratio between the thickness of the nozzle (b) to the obstacle height (H) are examined simultaneously. The formulation is based on the SST k–ω turbulence model. The results show that the increasing of nozzle thickness; enhances the heat transfer and considerably modifies the stagnation point location. The highest incoming flow momentum provides the greatest values of average Nusselt number. Such as the boundary layer case in comparison with the wall jet cases. The average Nusselt number is correlated according to problem parameters .     

T型三通管横向射流流动与传热实验研究

对不同射流与主流流速比下T型三通管中横向射流的流动与传热进行了实验研究 ,得到了流动的基本特性以及不同流速比下局部点的温度波动特性 ,测量了几个关键处的局部传热系数。     

复合射流激励器射流孔径与孔口距壁面距离对涡环力的影响

设计了基于智能芯片控制的电磁驱动模式的复合射流激励器,采用高速摄像技术和可视化方法研究了复合射流激励器不同射流孔径及不同孔口距壁面距离对复合射流涡环撞击壁面时产生涡环力的影响,分析了涡环撞击壁面的演化规律,给出了不同实验条件下涡环力的变化规律。研究表明:涡环与固体壁面的碰撞过程分为靠近、减速、碰撞和破裂4个阶段;复合射流激励器出口孔径为10、15和20 mm时产生的涡环对外全部表现为推力,并且作用力随壁面距孔口距离的增大而增大;出口孔径为25和30 mm时,随着壁面距孔口距离的增大涡环力由吸力向推力转变,在中间某一测量位置同时具有推力和吸力。涡环力随着射流孔径的增大而减小,在孔径为10和15 mm时,开始阶段略有增加,随着孔径的继续增加,涡环力也开始随着孔径的增大而减小。     

空间分散式双壁面射流燃烧系统燃烧与排放特性的试验研究

根据柴油机喷束所具有的特点,设计了一种基于喷束壁面引导、分层理论和空间分散思想的双壁面射流燃烧系统。该系统具有低压缩比、单峰放热率的特性。通过试验研究了双壁面射流柴油机的燃烧特性与排放性能。试验结果表明:采用低压缩比的双壁面射流柴油机缸压峰值低于原机,燃烧始点向后推迟,滞燃期增加。在相同的喷射定时条件下,双壁面射流柴油机放热率重心向后推迟,即燃烧相位向后推迟3～4°CA,但是在θ0～θ70燃烧阶段具有较高的燃烧速率;在保持发动机动力性不变的情况下,双壁面射流燃烧系统2 100r/min全负荷时NOx排放从原机的731×10-6降低到523×10-6,在3 000r/min全负荷时NOx排放从原机的523×10-6降低到383×10-6;双壁面射流燃烧系统降低了低速烟度,在1 400r/min全负荷时烟度从原机的3.3BSU降低到2.1BSU,中、高速由于碳烟在燃烧后期的氧化能力受到抑制,烟度略有增加。     

Numerical simulation of mixing of hydrogen jet at supersonic cross flow in presence of upstream wavy wall

The spreading of hydrogen jet within the combustion chamber is extremely important for the fuel consumption and enactment of scramjet engines. In this article, a numerical method is used to simulate the influence of wavy wall on distribution of the hydrogen cross flow jet in the downstream of the injectors. To examine the main role of wavy surface on the fuel distribution, a 3-D model is selected with an appropriate grid to detect the primary interaction of the hydrogen fuel jet with the deflected supersonic free stream. Code was developed to solve the Navier-stokes equation with energy and species mass transport equations. This study compares the effect of the amplitude of the wavy upstream wall on the main flow structure and hydrogen fuel distribution within the confined channel. The effects of hydrogen jet pressure on the main stream are also studied. Our findings display that the mixing rate of fuel inside the combustor rises about 35% when high amplitude surface wall is applied in the upstream of jet.     

对喷流除尘性能影响因素的正交实验研究

1引言对喷流理论(Impinging Stream)是Elperin于20世纪60年代初提出并进行实验的[1~3],但直到1975年才由俄罗斯的Lainer将其用于除尘[4]。现有的研究主要是针对氧化铝粉尘和磷酸盐粉尘的特性而得出的结论[4~8],而对特性不同的其它粉尘,国内外均尚未见报道,这就限制了对喷流除尘     

Experimental and Three—Dimensional Numerical Study on Under—Expanded Impinging Jets

IntroductionUnder-expanded impinging jets have attracted theinterest of many researchers not only because they havepotentially engineering applications such as surfacecooling devicesl'], and plasma spray coating['], alsobecause they are not fully understood yet[' 5]. Goldsteinet al. confirmed that the stagnation temperature near thestagnation region on the impinging plate is larger thanthat in the settling chamber despite no heat added to theflow during its process from the settling chamber to…     

密闭容器内蒸汽水下喷注噪声试验研究

蒸汽水下喷注加热在工业及民用领域有着广泛的应用。蒸汽水下喷注加热过程中,由于汽泡体积的急剧变化以及喷注过程中产生的扰流作用,如设计或运行不当,在水空间中会产生强烈的噪声并引起振动,严重时会危及设备运行的可靠性。试验研究了密闭容器内喷头结构及布置参数和设备运行参数对三喷头蒸汽水下喷注噪声的影响规律,并根据试验结果得到了蒸汽水下喷注噪声计算公式,结果表明:常压下蒸汽水下喷注噪声随着水温的升高先逐渐增大而后迅速减小;随着水温的进一步升高,筒体内压力逐渐升高,蒸汽水下喷注噪声缓慢减小,且明显低于水温较低时;蒸汽水下喷注噪声随着蒸汽流量的增加而增大,不过增大幅度逐渐减小,且喷注噪声峰值在较高水温时出现;喷头结构及其布置参数对蒸汽水下喷注噪声有一定影响,但影响程度较小。     

阵列射流冲击冷却换热特性的数值研究

运用数值计算的方法对不同流动取向的多排孔冲击射流冷却特性进行了三维模拟,并对有初始横向流的多排孔冲击射流冷却特性进行了数值研究,揭示出射流雷诺数、流动方向、初始横向流对冲击冷却传热特性的影响规律。结果表明:研究范围内,射流雷诺数越大,冲击靶面换热效果越好;冲击腔室两端都设为出口时努赛尔数峰值所对应的射流驻点区向下游偏移最小且换热效果最好;当横流雷诺数与射流雷诺数之比大于0.5之后,有横流时的冲击射流冷却局部努赛尔数比无横流时有较为显著下降。     

基于欧拉多流体模型对喷嘴内流和射流破碎的研究

在Open FOAM的框架下,采用多流体模型和大涡模拟方法研究不同背压对喷嘴内流和射流破碎的影响.利用已修正的空化模型考虑了空化现象,利用界面压缩法对两相界面进行捕捉,进而分析燃油的一次破碎过程.结果表明:降低背压有利于喷嘴内部空化的形成与发展,但会导致喷嘴喉部有效流通面积减小,流动阻力增加,质量流量降低.射流破碎中气/液相界面处气/液两相存在很大的速度差,导致产生很强的阻力,大大促进了一次破碎过程中主喷雾区和蘑菇头的破碎.背压越高,空气密度越大,则燃油受到的阻力越大,液柱破碎越剧烈且射流破碎角越大.因此,同时提高喷射压力和背压可以促进燃油与空气的混合,也可以有效抑制空化来避免空蚀现象以及流量系数降低,从而延长喷嘴的使用寿命.     

低马赫数射流噪声的数值计算研究

针对抗性消声器中扩张结构和尾管引起的射流噪声问题,建立了低马赫数射流噪声有限元分析模型.基于双方程k-ε紊流模型理论对射流速度场进行了计算,发现喷射流的势核周围形成一段湍化程度极高的气流.采用Lighthill-Curle声学理论预测了射流噪声,并通过试验对比验证了模型和数值计算方法的正确性.研究表明,喷射噪声主要集中在势核周围,说明势核是引起射流噪声的主要原因.通过对指向性的研究表明,低马赫数射流最大噪声主要分布范围为15°～60°.