喷嘴几何参数对旋转射流流场性能影响的模拟分析

论述了射流的进出口边界条件和初始条件相同的情况下,通过分别改变旋转喷嘴的加旋件的长度、螺距长度和头数,对旋转喷嘴内外部射流流场的影响进行了数值模拟和分析,且模拟结果与试验结果基本一致。     

中心体空化喷嘴全尺寸结构优化研究

为提高油罐清洗除锈效率和安全性,拓展空化水射流技术的应用场合,设计了一种用锥形喷嘴与90°锥形柱体镶嵌而成的新型中心体空化喷嘴。通过Fluent软件,采用无量纲量,针对不同喷嘴出口段圆柱长度、外喷嘴直径、中心体直径以及内嵌深度参数组合的多种工况进行数值模拟,重点对射流流场的压力分布和气含率分布进行了对比分析,研究表明:所设计的喷嘴射流绕流能够有效产生空化,空化区域主要存在于90°锥形柱体末端附近;含90°锥形柱体中心体空化喷嘴结构的四大参数(L、D、d、l)必须相互配合,在l/d=1附近、L/D=1.5~2.5、D/l=2~2.5能够产生较好的空化效果。     

自振脉冲喷嘴中异形结构对射流振荡频率的影响

为了提高射流的利用率,通过改变下喷嘴出口形状来增强脉冲射流打击力。基于流体力学和水声学理论,推导出自振脉冲射流振荡频率模型,并采用压力传感器测量喷嘴振荡腔内压力,对自振脉冲喷嘴进行非淹没工况试验研究,对比分析了同等当量面积的圆形和方形喷嘴振荡频率与腔内压力峰值的变化规律。结果表明,两种喷嘴的振荡频率均随腔长增大而减小,随泵压上升而升高;腔内射流压力峰值随腔长的增大呈现先减小后增大的趋势,并且存在一个最佳腔长(约为4.5 mm)。此外,方形喷嘴腔内的射流压力峰值比圆形喷嘴提高约20%。     

水力冲孔喷嘴几何参数对喷嘴内部流场的数值模拟研究

利用计算流体软件建立了水力冲孔喷嘴内部流场的三维数学模型。采用标准k-ε湍流模型模拟了喷嘴内部流场,并分析了喷嘴参数对流场速度分布影响。结果表明,喷嘴收缩角和长径比对喷嘴内部流场影响较大,但各参数都存在着最优值。计算结果与室内实验基本吻合,验证了喷嘴内部流场分布与射流煤层打击效果存在着内在联系。     

不同喷嘴结构下水射流流场及破岩特征数值模拟

为了获取高压水射流流场结构参数,优化喷嘴结构以及研究岩石破坏特征,采用了CFD方法对高压纯水射流流场结构、射流核心区长度以及速度分布进行研究,并采用ALE方法研究了高压水射流破岩特征。研究结果具有一定的参考价值。     

异形管壁粉末体螺旋输送机的设计

螺旋输送机是常用的连续输送机械。在煤粉工业锅炉行业中,当使用传统圆管螺旋输送机输送具有高流动性的煤粉粉末体时,这种高流动性和螺旋输送机结构带来了煤粉输送的间断性、脉动和非定量化等问题,造成了下游锅炉燃烧系统负压波动大、炉膛喷灰和爆燃等一系列问题。通过对煤粉的物料特性和其在螺旋输送机管壁内的流动特性分析,提出了一种可实现连续、稳定和无卸料冲击供料的异形管壁螺旋输送机新结构,这种螺旋输送机成为匹配煤粉工业锅炉系统大型化的重要技术。     

矿石喷射喷嘴结构对射流流场的影响的研究

喷嘴是矿石拣选喷射分离系统关键构件之一,对矿石的喷射分离效果有重要影响。对锥形和锥直形喷嘴进行建模和数值模拟。结果表明,二者喷射范围差异较小,但锥形喷嘴喷射流场速度高于锥直型喷嘴,可以推断锥形喷嘴对矿石喷射更有优势,能够获得更大的喷射分离距离。通过喷射试验也验证了锥形喷嘴的喷射效果优于锥直形喷嘴这一结论。进一步地对锥形喷嘴的出口半径、收缩角进行了数值模拟。结果表明随着锥形喷嘴出口半径的增大,喷射流场最高速度会降低,但速度衰减减缓,喷射范围变大;收缩角的增大,喷射流场速度降低。     

低浓度瓦斯输送管道内喷嘴安装角度研究

通过建立瓦斯流场和细水雾流场叠加的数学模型,在拉格朗日框架下,从细水雾流场在瓦斯输送管道内的均布长度(单喷嘴喷射时细水雾流场均匀布满管道的长度)和混合流场的压降情况两个方面,对不同的喷嘴安装角度进行研究。研究表明,喷嘴0°安装时,细水雾的均布长度和混合流场的压降均优于喷嘴180°安装。所得研究成果为认识混合流场的流动特性,解决输送管道内喷嘴与喷嘴之间的安装距离及喷嘴的安装角度等问题提供了一定的理论依据。     

砂粒直径对射流泵性能影响规律

针对煤层气井用射流泵返排压裂液效率过低的问题,基于RNGκ-ε湍流模型和Mixture多相流模型分析了砂粒直径对射流泵内流场、压力和效率的影响,并开展了相似参数准则实验。研究结果为射流泵应用于油井除砂排放工程提供了一定的理论指导。     

喷嘴内轮廓形状对水射流动态特性影响研究

以脉冲水射流喷嘴为研究对象,建立其发射特性的数学模型。喷嘴内轮廓分别采用直线、指数曲线和高阶曲线。应用MATLAB中的动态仿真工具软件包SIMULINK对3种喷嘴出口射流速度和喷嘴内的静压力进行仿真研究。研究表明,喷嘴内水柱的压力和速度沿喷嘴出口方向显著增大,在出口处达到最大值。3种轮廓曲线喷嘴产生的水射流速度的增加率与喷嘴截面积的收缩率成正比;喷嘴内部压力也和喷嘴截面积的收缩率密切相关,收缩最缓慢的指数喷嘴其内部压力最小。     

喷嘴宽度对凹凸劈射流元件切换性能影响模拟试验研究

液动射流式冲击器在实验室进行深井模拟试验,其结果展现出了良好的应用潜景,其可行性在野外实验,生产中（如石油钻井,大陆科学深钻中）得到了验证,但与此同时,其在应用过程中也出现了一些问题,如射流冲击器的核心部件射流元件使用寿命不长,具体表现在喷嘴,凹劈,侧壁等破坏严重。     

聚能射流侵彻钢板的实验探索

简述了线性聚能装药侵彻钢板的基本理论。通过实验,在改变聚能罩夹角、炸高等条件下对实验数据处理分析,验证了它们与侵彻体的大小形状,侵彻深度的关系。     

喷嘴螺旋倾角对雾化性能影响的试验研究

通过试验研究以理解螺旋喷嘴的雾化性能。利用激光粒度分析仪和高速摄像机试验研究了喷雾锥角,喷嘴流量,喷雾射程,粒子速度,雾滴的平均直径(SMD)等性能参数。结果表明,在同一喷射压力下,液体的喷射距离、喷嘴出口雾化角和雾粒的轴向速度都随着喷嘴螺旋倾角的增大而减小,然而,喷嘴流量和雾粒SMD随着喷嘴螺旋倾角的增大而增大。在系统喷射压力为2 MPa时,螺旋倾角对喷嘴流量的影响最小,其减小幅度仅为0.004 L/s;且在距喷嘴口25 cm处,30°螺旋喷嘴在系统压力为3 MPa时,雾粒SMD最小,最小为30.04μm;在系统喷射压力为3 MPa时,螺旋倾角对雾粒轴向速度的影响最大,其速度变化幅度为10.3 m/s。     

吸入管位置对液体射流泵性能影响的三维模拟

为了分析射流泵内部结构对射流泵性能的影响,利用数值模拟软件Fluent对射流泵的内部流场进行了三维数值模拟。通过改变吸入管位置单一变量,研究其对射流泵性能等的影响。结果表明,吸入管位置的变化会引起射流泵内部流场的压力和速度的变化,进而引起射流泵的被吸流体的流量的变化,但对射流泵的压力比及效率影响不大。故在设计及应用中,应综合考虑,恰当地选择吸入管的位置。     

喷嘴结构参数对射流流场影响的仿真与研究

基于Fluent软件平台,在边界条件及初始条件不变的情况下,用单因素法研究影响锥直形喷嘴射流流场的因素。由仿真结果可知:收缩角、长径比、收缩段长度以及喷嘴的直径都对射流的流场有重要影响。     

高压水射流喷嘴设计仿真研究

从高压水射流机理和喷嘴结构参数着手,设计多种不同形状的喷嘴流道线型,应用GAMBIET前处理软件建立各自的物理模型,导入FLUENT软件对水射流结构进行流体分析,得出有过渡圆角、锥形角和直线形流道的喷嘴结构特性最佳。通过模拟对破煤效果参数量化,进一步研究结构的不同对破煤加工的影响,合理的喷嘴结构为高压水射流破煤提供有利条件。     

旋流磨料射流喷嘴磨损机理研究

从喷嘴的材质特性、磨料的特性、射流工作参数、加旋元件结构等方面对旋流磨料射流喷嘴磨损机理进行了分析和研究。结果表明:由于加旋元件的存在,不仅使射流结构带来质的变化,而且会给喷嘴的寿命带来影响。     

线性聚能装药射流的二维数值模拟

介绍了通用显式动力分析软件包LS-DYNA的显示算法。应用ANSYS/LS-DYNA对线型聚能装药爆破的射流过程进行了二维仿真模拟,对其模拟结果进行了分析讨论;并对两种不同炸药参数的射流过程的模拟结果进行了对比。计算结果与线型聚能射流的物理现象和规律相吻合,说明该计算模型和模拟方法合理、可行,可用于线型聚能切割器的优化设计。