船用燃机排气引射器的数值模拟及试验研究

通过对船用燃机排气引射器的数值模拟及实验研究,确定引射器结构对引射系数的影响,引射器内部的气流参数分布。     

船用真空海水淡化装置液_汽引射器的数值模拟及试验研究

根据一维引射特性方程估算理想的用于船舶真空海水淡化装置的引射器参数,然后用数值计算和试验的方法对液-汽引射器的工作特性进行了研究。结果表明:随着工作流体压力的增大引射系数增大,一定程度后对引射系数的贡献不再显著;引射流体压力越大引射系数越大,但考虑到海水在低温下蒸发的要求引射流体压力不宜过高,工程中需综合考虑;喷嘴直径与接收室直径之比为0.4324时,引射器性能最佳。     

超音速多喷嘴引射器式反循环钻头研究

目前，由于各勘探队伍实力的壮大，为了提高钻进效率，高风压大排量空压机普遍被采用，现有反循环钻头无法满足要求，造成反循环不彻底，阻碍了高风压大排量空压机应用，为此，通过改进钻头喷嘴流道形状，将拉瓦尔喷管引入钻头设计中，使喷嘴出口处形成超音速流动，以增强卷吸效果，使反循环更加彻底。     

多喷孔引射器性能数值研究

采用三维计算流体力学的方法,研究了结构参数对纯氧燃烧器用多喷孔引射器性能的影响。获得了结构参数对引射比和氧气不均匀度的影响规律,总结分析了获得最佳引射性能的结构参数。数值计算的结果还揭示了不同结构参数下多喷孔引射器内部气体的引射混合过程。采用新的设计准则可以在提高引射器性能的同时减小设计尺寸。     

双燃料燃气轮机喷嘴结构设计与数值模拟

针对化学回热循环燃气轮机燃烧室,设计了几种双燃料喷嘴的气体燃料流道结构,应用RNG(重整化群)k-ε双方程湍流模型、PDF燃烧模型以及SIMPLE算法,借助CFD技术对采用这几种不同喷嘴结构的燃烧室燃烧流场进行了数值模拟与对比分析。通过对这几种喷嘴结构模型的火焰长度、高温区的位置、壁面温度、出口温度场的均匀性等关键影响因素的对比分析表明:采用斜气孔气体燃料旋流双燃料喷嘴,可以在气体流道中产生预旋气流,使裂解气与空气能更好地进行掺混燃烧,同时避免了火焰烧到喷嘴和火焰筒壁面,出口温度场也更均匀。     

喷嘴集成式SCR混合器设计与数值模拟研究

根据某柴油机设计一款喷嘴集成式选择性催化还原(SCR)系统,使其排放满足国Ⅴ标准,结晶量小于3g。首先研究穿孔管加混合器结构,结果表明这种结构的载体前端面蒸汽均匀性系数和尿素蒸发量不能满足设计要求,且在混合器上会形成大块结晶。随后提出一种新型混合腔结构,分析表明:载体前端面速度和蒸汽均匀性系数分别为0.95和0.98,载体能被充分利用;喷射系统采用三孔气助喷嘴,使得喷出的液滴直接撞向内筒圆管,在内筒圆管的高温作用下,液膜全部蒸发;此外尿素喷射轨迹会在底部形成2个较大旋涡,促进了液滴的雾化与混合。试验验证此结构SCR排放满足国Ⅴ标准,在低温工况下NO_x转化效率明显高于其他结构,尿素结晶满足设计要求。     

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...     

空气辅助雾化喷嘴的数值模拟研究

基于欧拉-拉格朗日两相流模型,数值模拟研究了一种带有螺纹通道的空气辅助雾化喷嘴的雾化过程。分析了喷嘴内空气流动特性和雾化场中的雾化特性,结果表明喷嘴内空气速度、压力和温度等参数随着流动截面变化时会发生剧烈变化,并在喷嘴出口处达到超音速状态,雾化场中雾滴具有较大的轴向速度和较小的径向速度,雾滴直径分布均匀,雾化效果良好。     

某燃气轮机焦炉气喷嘴的数值模拟研究

某燃气轮机作为联合循环电厂的主发电装置,以天然气为燃料,度电成本为0.720元/(kW·h).为了降低该燃气轮机的度电成本,提高运行经济性,拟改用焦炉气为燃料.本文通过计算,得出以焦炉气为燃料的度电成本仅为0.350元/(kW·h),比使用天然气为燃料的度电成本降低了51.4％.进而为了实现燃气轮机由天然气改烧焦炉气,...     

液-液射流雾化的数值模拟与实验研究

建立了液-液雾化机理的数值模拟平台与实验研究平台,对水在非相溶溶液中的喷射雾化机理进行了研究。应用VOF-CSF多相流模型对雾化过程进行了数值模拟,并在相同工况下进行了实验验证和对比。研究表明,所建立的数学模型能成功地模拟连续射流雾化过程,与实验结果取得了非常好的一致性。通过数值模拟和实验相结合的方法,对雾化过程中的射锥高度、射流速度、非相溶介质流速等关键因素的影响进行了探讨,获得了相应的规律:在确定的雾化条件下,雾化液滴粒径呈现出离散性;液滴的运动方式随射流速度的增加由规则逐渐过渡为紊乱;射流速度为3.5 m/s与非相溶介质流速为0.18 m/s时,雾化射锥高度变化趋势发生转变。本文的研究结果对认识液-液射流雾化机理以及相应的工程应用,具有重要的指导意义和实用价值。     

上进风燃气灶环缝型引射器的数值模拟

针对现有上进风燃气灶存在一次空气量不足、燃烧不够充分和热功率难以提高的问题,运用空气动力学附壁原理等相关理论,设计出一种新型环缝型引射器,能提高引射的空气量。通过利用CFD软件对其进行数值模拟,计算结果表明,新型引射器的结构是合理的,有利于燃气充分燃烧,与通用上进风引射器相比,燃气质量流量提高了22%,提高了上进风燃气灶的热功率。     

喷淋脱硫塔喷嘴外流动数值模拟与实验研究

建立了一个喷淋脱硫塔喷嘴数值模型,研究了影响喷淋脱硫塔内气液传质的喷淋液流量与液膜平均破裂长度、喷嘴初始喷射角、液滴平均粒径的关系。设计了专门的测试平台和单匝螺旋喷嘴,采用快速CCD和数码照相机拍照对液膜和液滴运动进行了测试和分析。模型计算和实验结果均表明:液膜平均破裂长度随喷淋液流量加大而减小;液滴平均粒径减小随喷淋液流量加大而减小;在喷嘴出口缝隙高度等于4.25 mm时,随流量的增大,喷嘴的喷射角随流量的增大反而变小,大于4.25 mm后,在同一喷嘴缝隙高度下,喷射角随喷嘴流量的增加而增加。     

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。     

柴油机喷嘴喷孔内气液两相湍流场三维数值模拟

柴油机喷嘴内部空穴流动是影响喷雾特性极为重要的因素。在开发了喷嘴流动区域三维实体参数化生成软件的基础上,对完全发展了的空穴流动建立起三维空穴两相流动数学模型,提出将计算区域的出口边界延伸至气缸内部,以减小出口对喷孔内部求解区域的影响。对多孔垂直喷嘴进行了喷孔内部空穴两相湍流流动的三维数值模拟,得出喷嘴内部燃油流动的压力降基本发生在喷孔入口处,喷孔入口锐边过渡,使得该处必定出现空穴现象,且会延伸至喷孔出口,增加液流紊乱,引起燃油在喷孔出口的初次雾化。     

双燃料喷嘴气体燃料路数值模拟与结构优化

针对燃气轮机双燃料喷嘴气体燃料路,采用Fluent仿真分析双燃料喷嘴气体燃料路孔径、布置及喷射角度对燃烧室性能的影响,研究结果表明:对于本型双燃料喷嘴气体燃料路,孔径1.8 mm非均匀5组布置、喷射角度为60°时燃烧室性能最优;喷射孔径从1.5 mm增大至3.3 mm,会导致高温区径向上向火焰筒近壁区发展,火焰筒壁温上升,出口温度场转好,出口平均温度下降;燃料喷射锥角从60°增大至80°,燃烧室性能变化规律与孔径增大时类似;但喷射角度带来的燃烧室性能变化没有气体燃料喷口布置变化带来的性能影响大。当结构限制孔径尺寸时,可以采用非均布布置方法,即"几个一组"的方式进行布置,可在结构限制条件下取得较好的燃烧室性能。     

基于VOF方法的弹簧喷嘴雾化数值模拟研究

弹簧喷嘴在除氧器中广泛应用,其雾化质量显著地影响着传热传质速率。采用欧拉VOF方法追踪气液两相交界面的动力学特性,研究喷嘴出口处液膜破裂和液滴的形成过程。结果表明,射流一开始呈连续的液膜,液膜开始破碎位置在垂直位移约20 cm左右,破碎后液滴的粒径和破碎时液膜厚度很接近。液膜在气体剪切力和表面张力的作用下,液膜表面首先产生褶皱,继而产生一些不规则分布的孔洞,然后孔洞的数量和尺寸不断增加,最后导致液膜撕裂,产生小液柱或液滴。     

可变喷嘴涡轮增压器与柴油机匹配的数值模拟

利用GT-Power一维仿真软件,建立了J90S固定截面涡轮增压柴油机WD615.50的仿真计算模型,并与试验数据进行对比,验证模型的准确性。在此基础上,将原机的J90S固定截面涡轮增压器改为JK90S可变喷嘴涡轮增压器,建立可变喷嘴涡轮增压柴油机的仿真计算模型,对JK90S与WD615.50柴油机的匹配规律进行数值模拟。数值模拟结果表明:与固定截面涡轮增压器相比,在柴油机低速工况下,通过关小可变喷嘴涡轮增压器喷嘴环叶片的开度,柴油机进气更加充足,功率及转矩稍有增加,经济性有所改善。根据数值模拟结果,确定了最佳喷嘴环叶片开度随柴油机转速及负荷的变化规律。     

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。     

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。