多喷嘴射流的速度分布及对斜温层的影响

推导了在理想状态下两段喷嘴射流互相干扰时的速度分布，提出多股射流互相干扰时的计算思路，并结合推导结果分析了影响蓄水槽中斜温层的因素。     

针形喷嘴射流特性的实验研究

本文针对针形喷嘴的主要结构参数,对射流破碎长度和破碎液滴的尺寸进行了一系列的实验研究,得出了针形喷嘴的主要几何参数与射流破碎长度之间的关系,以及射流破碎后的液滴情况,为针形喷嘴的设计提供了依据。     

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...     

横向流速度对旋流式喷嘴雾化影响的数值分析

为了研究横向流速度对旋流式喷嘴雾化的影响,通过对旋流式喷嘴在横向流场中的雾化场进行数值模拟;模拟结果给出了喷雾流场随横向流速度变化的规律,并得到了不同横向流速度下喷雾液滴的索特平均直径（SMD）,进一步分析了喷嘴出口下游截面雾化粒径的分布情况。     

高压甲烷圆形喷嘴的射流特性仿真

天然气缸内直喷是当前的热点技术之一,研究其射流特性及射流卷吸规律对优化直喷天然气发动机有重要意义.建立了三维模型,开展了高压甲烷气体在圆形单喷孔中的射流特性三维仿真研究,并结合质量流量和贯穿距离试验结果验证了模型;研究了入口压力为5、10和20 MPa、背压为2 MPa时喷嘴内流动以及气体射流的变化规律.结果表明:喷嘴出口处射流速度达到音速时,出现速度雍塞;根据气体射流平均速度发展趋势,喷嘴外气体射流可分为两个区域:喷嘴近端区域,气体离开喷嘴迅速膨胀,形成马赫盘,导致该区域气体射流速度迅速下降;喷嘴远端区域,马赫盘消失,气体膨胀作用较小,气体射流速度趋于平缓;在近喷嘴端区域,射流天然气对背景气体的卷吸能力较强,气体射流区域的质量流量增加率较大,而在喷嘴远端区域,卷吸能力减弱,射流区域的质量流量变化不大.因而可知高压甲烷射流特性及其对背景气体的卷吸影响作用有助于研究直喷天然气缸内混合过程.     

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。     

液体射流泵喷嘴长径比的数值分析

液体射流泵的工作喷嘴一般采用锥直形喷嘴,锥直形喷嘴出口直段的长度与喷嘴出口直径之比即喷嘴长径比,是射流泵的重要几何参数。为了研究喷嘴长径比对液体射流泵性能的影响,采用Realizableκ-ε模型对不同长径比的射流泵内部流动进行三维数值模拟。结果表明,在射流泵的流量比小于0.5时,不同喷嘴长径比所对应的射流泵效率曲线差别不大;在流量比大于0.5时,以射流泵效率为判据,喷嘴长径比范围为0.250～1.000的射流泵性能较好;不同喷嘴长径比对应的射流泵壁面剪切应力相差不大。从湍流耗散率、喷嘴出口断面收缩、核心区长度等方面考虑,喷嘴长径比范围为0.250～1.000的射流泵性能较好。     

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.     

双液滴间距对低速撞击超疏水管壁的动态特性影响研究

液滴撞击壁面过程研究应用广泛。采用相界面追踪的(coupled level set and volume of fluid,CLSVOF)方法对双液滴连续撞击超疏水管面的动态过程进行了数值模拟研究,得到了双液滴撞击后的动态行为特征,并分析了两液滴的竖直间距对液滴撞击结果的影响。结果表明:大小相同的双液滴在低速(0.5 m/s)撞击接触角为160°的超疏水管壁时,液滴间距为d_p时发生同相撞击,液膜在铺展过程中产生中心断裂现象并卷吸气泡,其反弹高度较2d_p、3d_p时高;液滴间距为2d_p、3d_p时发生异相撞击,反弹过程中两液滴发生挤压形变,液滴间距较大时还会在反弹阶段出现液膜断裂现象。     

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.     

Interaction of Two Unequal Turbulent Jets with Different Temperature

This paper examines the control and heat transfer process of the mixing of a strong jet and a weak jet. The control of the jet diffusion may be required in many devices such as cooling systems, combustors, gas turbines, heating or cooling surfaces, cooling problem techniques, mixing flows, etc. A steady three‐dimensional problem is solved by the finite volume method using RANS modeling. The validation confirms that both RSM and k‐ε realizable models predict more accurately this flow configuration than the standard k‐ε model. A parametric study is conducted on the basis of ratios of the momentum of the two jets. Due to the Coanda effect, the deviation of the weak jet has been highlighted for several momentum ratios. In the fully developed flow region, after the confluence point, the structure of a single jet flow is recovered. However, the point of maximum velocity is shifted toward the side of the strong jet. For a given velocities ratio of 0.25, the temperatures ratio between the two jets is checked. The location of maximum temperature of the jet is almost constant for diverse values of 0.8 ≤ λ_T ≤ 1. The location of the point of maximum temperature varies linearly according to λ_T.     

OP2S柴油机气口参数的多目标优化研究

通过建立GT-Power仿真模型,分析了不同进、排气口高度及宽度对对置活塞二冲程(OP2S)柴油机动力性和换气性能的影响规律。采用多目标优化方法,在不同转速下优化了OP2S柴油机的平均指示压力、扫气效率和捕获率,并综合评价了OP2S柴油机的动力性和换气性能。研究表明,最优进、排气口高度随着转速的增加而增大,并且与固定气口高度相比,采用可变气口高度可使平均指示压力明显提高,说明在OP2S柴油机中采用可变气口高度技术实现可变配气相位对性能的提高具有重要意义。     

燃尽风射流形式对墙式对冲煤粉锅炉低氮燃烧改造的影响

采用数值模拟方法对某330 MW亚临界墙式对冲煤粉锅炉低氮燃烧改造进行了研究,在燃尽风风率、喷口中心距最上层煤粉燃烧器的高度及喷口面积保持一致的条件下,分析了不同燃尽风射流形式对炉内高温黏性火焰的穿透能力及改造工况燃尽率和NOx生成情况的影响.结果表明:圆形直流燃尽风的穿透能力最强,矩形直流燃尽风次之,同心圆式的内直外旋燃尽风最弱;圆形直流燃尽风在炉膛高度横截面上射流根部的覆盖范围和沿烟气流程的气流层厚度综合水平最低,CO浓度最高;内直外旋的燃尽风射流形式由于射流后期与高温烟气混合剧烈,燃尽特性最好,炉膛飞灰含碳量最低;3种射流形式的燃尽风对NOx浓度几乎没有影响.     

双平行平面射流输运特性研究

平行射流输运特性研究具有较重要的理论意义和工程价值,对水平浓淡煤粉燃烧也有较重要的意义。本文实验研究了双平行平面射流动量、能量和质量输运,结果表明：速度分布表现为双射流相互吸引并最终汇合成单一射流;温度分布反映了冷射流为加热射流所卷吸;浓度分布反映了惯性力的占优作用。三种变量分布反映了动量、能量和质量输运性质的根本性区别。     

逆向射流火焰稳定特性的实验研究

本文初步揭示了逆向射流的火焰稳定机理及火焰稳定准则。     

用热线测量旋流射流的优化处理方法

研究了单丝斜热线探针多方位旋转测量技术的数据后处理方法。针对射流流场的速度特征及单丝斜热线对垂直支杆来流的响应特性,提出了测量数据优化处理方法。结果表明,优化的方法可以得到更精确的结果。     

大涡模拟二维气固两相平面射流

首先用大涡模拟对二维平面射流进行了数值模拟，并就断面流向速度分布、速度脉动量分布以及雷诺切应力分布与实验值进行对比分析，得出大涡模拟方法可以较好地模拟二雏平面射流。在此基础上对二维气固两相平面射流中直径为30μm(St=2．5)的颗粒扩散特性进行数值模拟。发现由于大尺度涡团的作用，颗粒分布于大尺度涡团的外缘而不是集中于中线附近。这与过去基于时均雷诺方程的数值模拟结果得到的颗粒主要集中于中线的结论有所不同，但与直接模拟二维平面混合层中颗粒运动扩散情况相吻合。     

对冲燃烧超临界锅炉气固两相流动数值模拟

为研究1 900 t/h超临界燃烧锅炉炉内气固两相流动问题,采用标准k-ε模型和DPM模型(离散相模型)对3种典型负荷下炉内流动特性和固体颗粒轨迹进行研究。研究结果表明:在不同典型负荷下前后墙射流均能形成稳定对称的流场,炉内气流扰动较强,有利于煤粉的燃烧燃尽;100%负荷下在炉膛四周产生漩涡,颗粒对水冷壁产生冲刷;炉内合适的煤粉粒径能够保证煤粉在炉内的停留时间。研究结果对锅炉的热态燃烧调整和效率的提高提供理论依据。     

多喷嘴对置式气化炉撞击火焰三维温度场

基于多喷嘴对置式气化炉热态试验装置,以光学分层成像和Planck辐射定律为理论基础,建立了一种采用单套面阵CCD相机测量气化炉内三维温度场的方法.火焰监测系统安装在气化炉顶部以采集火焰图像,热电偶以及另一只相机与内窥镜组合以验证计算得到的温度场.结果表明,气化炉内整体温度维持在1,300,K左右,撞击火焰在喷嘴平面上下200,mm内形成1,950～2,150,K的高温区;该算法能够很好地还原炉内火焰的内部结构,较为准确地反映气化炉三维空间内各区域的温度分布.     

有限空间内平面相交射流的数值模拟

本文利用ＳＩＭＰＬＥ算法对有限空间内平面相交射流的等温流场进行了数值模拟。差分格式为乘方格式,文中计算和分析了相交射流的夹角、间距和截面突扩比对流场和射流汇合的影响。计算结果在定性上是合理的。