几种异形喷嘴喷射的液气射流泵性能试验研究

液气射流泵常作为一种射流混合设备而广泛应用,为适应不同喷射需要以形成不同的两相混合特性,本文研究了几种异形喷嘴情况下液气射流泵的水力性能,并与当量面积圆形喷嘴喷射情况对比。固定喉管长度及内径不变,更换3种当量面积比的喷嘴进行性能试验,结果表明:对于吸入室形成一定的真空度,圆形喷嘴形式喷射与异形喷嘴喷射比较,需要的工作压力较低。异形喷嘴在较大面积比时,形成的液气射流泵最大气液比大于圆形喷嘴,从射流发散碎裂分析,异形喷嘴能减小喉管长度,本文结论为液气射流泵内气液混合的应用提供了新的射流方法。     

汽液喷射器的结构参数对喷射性能的影响

利用不同结构的汽液喷射器在不同工作蒸汽干度下测试喷射性能,建立含有蒸汽干度参数的性能方程。利用该性能方程分析各主要结构参数对汽液喷射器的喷射性能的影响,得到工作蒸汽干度对喷射性能影响的规律,以期指导实际应用。     

超音速真空喷射器性能试验和数值研究

对超音速空气喷射器的性能进行了试验和数值研究,得到了喷射器的喷射器系数,并分析了不同进气参数下的喷射器内部压力场和马赫场。结果表明,喷射系数的计算值和试验值吻合的较好,偏差小于5%;随着进气压力逐渐下降,引射驱动力减小,喷射系数降低。此外,高压气体在工作喷嘴出口的膨胀程度随进气压力降低而逐渐减弱,激波链出现的位置和强度也随之变化;进气压力降低使得高压气体在工作喷嘴的膨胀越充分,达到的马赫数越大,但是当进气压力降低为0.01MPa时,混合室的主体段由超音速或音速流动转变为亚音速流动,在混合室出口未形成激波。     

高压除磷喷嘴喷射流场数值模拟与试验分析

采用Fluent软件的标准模型对高压除磷喷嘴外部气液两相压声速湍流流场进行三维建模和数值模拟,分析了射流离开喷嘴进入到空气中的压力场和速度场的分布规律:喷嘴的出口速度和系统压力成正比,与喷射距离成反比;喷嘴的喷射打击压力与啧嘴的喷射速度和系统压力成正比,与喷嘴的喷射距离成反比;通过仿真预测出最佳靶距并进行试验验证,为喷嘴的合理安装和提高除鳞效果提供了有力的参考依据.     

射流预冷却发动机用喷嘴的数值模拟

采用计算流体动力学（CFD）方法,对气液喷嘴射流冷却两相流场进行数值模拟,采用混合模型的连续方程、动量方程、能量方程,相间考虑了相对（滑流）速度和漂移速度,数值模拟了喷嘴在进气道内采用垂直气流喷射方式下的流场分布,分析了液滴在流场内的轨迹和速度,沿飞行轨迹计算分析了射流预冷却对发动机性能的影响.结果表明,采用喷流预冷却方式所形成的温度场、压力场均匀,压力损失不大,可满足压气机进口条件要求.     

特定条件下气-液喷射器结构合理性分析

为找出喷射器气液混合效果不理想的原因,创建了喷射器流场模型,采用CFX软件对喷射器流场进行了稳态和瞬态的数值模拟计算。得到了模型在不同工况下的气液混合效果、两进口的压差和两进口流量和压力的波动情况。计算结果表明此喷射器气-液混合效果受两进口压差的影响较大,只有在两进口压差较小的情况下才能完成气液混合。     

基于计算流体力学模拟的蒸汽喷射器结构优化

蒸汽喷射器的设计分析通常采用气体动力学或一维理论方法,但这些方法常常得不到最佳的几何结构。本文应用计算流体力学方法对用于余热回收的蒸汽喷射器的内部流场进行数值模拟,并分析了喷嘴喉部直径、混合室入口直径、等截面段直径、喷嘴出口到混合室入口的距离和等截面段长度对喷射系数的影响,然后采用5水平5因素的正交分析法对喷射器进行了多结构参数的变化分析。结果表明,通过正交分析法得到的喷射器结构参数组合能够实现较优的性能。     

带气环旋喷射流流场特征及喷嘴结构正交优化研究

为提高二/三重管法旋喷射流切割土体效率,采用Mixture多相流模型和RNG κ-ε湍流模型,开展了淹没环境下带气环旋喷射流流动模拟研究,获得了射流速度、气液两相体积分布、靶体作用压力等流场特征,并基于L₁₆(4⁵)正交试验设计及误差分析方法,获得了旋喷射流喷嘴关键结构参数对射流速度及其作用靶体压力的影响敏感程度与影响规律。结果表明：带气环旋喷射流能量衰减慢且集中在轴心区域,射流等速核心段长,冲击破坏土体性能好;喷嘴结构参数对射流冲击性能的影响敏感次序为：射流喷嘴出口直径>收敛角>气体喷嘴直径>气液喷嘴间距>射流喷嘴长径比;射流轴心速度及其作用靶体压力随出口直径和气体喷嘴直径的增大呈先快速增加后缓慢增加趋势,随收敛角、长径比、气液喷嘴间距的增大呈先增加后降低趋势。基于此,考虑旋喷射流设备性能,给出了最优结构参数为：射流喷嘴出口直径2.0 mm,收敛角12°或18°,长径比1,气体喷嘴直径0.9 mm,气液喷嘴间距5 mm。     

喷射流体紊流混合装置的理论计算及其应用

阐述喷射流体紊流混合装置的作用和应用。建立两级紊流混合速的液——气喷射器的流体动力学方程组,讨论影响脱硫除尘治理效果的主要因素,最后给出液——气喷射装置在环境工程中的应用实例。     

三级喷射混合输送技术

利用喷射混合输送技术，将两台混合输送喷射器串联在一起，完成三种有压物料的充分混合，并以此混合流体作为第三级喷射器的工作流体，引射第四种有压物料在喷射器内均匀、快速地进行化学反应。通过对整个工艺的系统设计和可行性的试验论证，为多级喷射器在特殊环境中的应用提供了理论和实践依据，拓展了喷射器的应用范围。     

干度对气液两相动力循环理论功率的影响

为探究各类有机工质的干度对螺杆膨胀机气液两相动力循环理论功率影响的差异,选取典型的纯湿工质R152a、纯干工质R245fa以及二者按不同的质量配比所组成的Ca、Cb和Cc三种典型的非共沸混合工质为研究对象。通过改变螺杆机膨胀比RV、工质泡点温度T5等变量,得出系统理论功率Pt与蒸发器出口工质干度x之间的关系。结果表明,相同工况下,湿工质的理论功率Pt要明显高于干工质和等熵工质;所有工质的系统最大理论功率Pmax均随着RV或T5的增大,从高干度区(x=0.9～1.0)移向低干度区(x=0～0.2),所不同的是,RV或T5的变化对湿工质的影响要大于干工质和等熵工质。这说明,湿工质最适宜工作在螺杆膨胀机气液两相动力循环中,从而可以为螺杆膨胀机气液两相动力循环中有机工质的选取提供参照。     

压水堆核电站湿蒸汽透平的研究与制造

本文就核电站湿蒸汽透平和常规电站透平的特点作了比较。指出湿蒸汽透平的蒸汽膨胀过程对设计及制造带来了诸如叶片受侵蚀、功率损失及叶片庞大等问题。特别在高压缸中,高密度湿蒸汽引起的侵蚀问题的尚待解决。在引进技术和设备的同时,也必须通过自己的科研工作才能掌握技术。为此,应积极开展湿蒸汽与水滴测量技术的基本研究,必须进行湿蒸汽膨胀的模拟试验以及湿蒸汽透平模型试验,以便在此基础上建立核电站湿蒸汽透平的正确设计计算方法。     

自进式多孔水射流钻头钻孔规律的试验研究

针对现有侧钻水平井技术成本高,工作周期长和经济性差等难题,该文设计了一种采用高压水力射流为破岩主要动力的自进式高压水射流钻头,并对钻头进行了淹没条件下的试验研究,系统分析了在不同射流工作压力、涡轮叶片数目、射流作用时间等条件下自进式高压射流钻头的钻孔特性,给出了射流钻头最适宜钻孔的结构参数。试验结果表明:自进式高压射流钻头与普通射流钻头相比,具有钻孔深,孔径大而规则,工作时稳定性高等优点。同时,在一定范围内,射流工作压力越大,钻孔效果越好;随着涡轮元件叶片数目的增加,钻孔直径呈线性减小,而钻孔深度近似二次曲线增加。考虑到叶片的制造难易程度,叶片数目以4最为合适。该文的研究工作为径向水平井中射流钻头的优化设计提供了科学依据,对提高径向水平井钻孔效率和降低钻井生产成本等有重要的工程实际意义。     

核能海水淡化源蒸汽质量流量的测量与新的密度补偿式

本采用汽液两相流均相流动的模型,分析了涡街流量计在核能海水淡化源汽的捏流量测量中的适用性,并结合低压和蒸汽的热物理性质,论述了涡街流量计测量低压饱和蒸汽质量流量的误差一蒸汽干度之间关系。给出了一个用于低压饱和蒸汽质量流量测量的变系数密度补偿式和该补偿式的特色。     

蒸汽喷射器热力设计

对蒸汽喷射器内工质的工作原理进行了分析,建立了蒸汽喷射器的设计计算的简化数学模型,并通过计算获得蒸汽喷射器的一些重要几何参数,从而为蒸汽喷射器的设计提供一种较为简捷的方法.     

Void fraction of supersonic steam jet in subcooled water

For most operations in process, petroleum and power industries gas-liquid two phase flows occurs, so an accurate estimation of void fraction is vital because it affects the calculations of heat and mass transfer as well as hydrodynamics. Any inaccuracy in estimation may lead to drastic incidents along with heavy monetary loss. An effort has been made here to estimate the approximate void fraction of supersonic steam jet into the sub-cooled water. Electrical Resistance Tomography (ERT) has been used for the purpose along with the Electrical Impedance Tomography and Diffuse Optical Tomography Reconstruction Software (EIDORS) to generate the conductivity scans obtained by ERT setup. Before the experimentation, for further assurance on our void fraction estimations, the measurement system has been calibrated by securing scans of heated Teflon rod of diameter 6 mm, which is approximately having the same cross-sectional surface area as the steam jet have and reported in previous studies at the same hydrodynamic conditions. Images of supersonic steam jet in subcooled water have been processed by the help of EIDORS and image processing technique. The over estimation in void fraction of Teflon rod is ranging from 46.17 to 83.44% and when it is subtracted from the total void fraction of supersonic steam jet (46.51–83.79%) at steam inlet pressure of 1.5–3.0 bar and surrounding water temperature 30–60 °C respectively, the actual void fraction of Teflon rod comes out to be ranging from 0.34% to 0.35% of the total cross-sectional area of vessel. When these results are compared with the previous studies, a close agreement has been observed between these two sets of results.     

水蒸气喷射泵设计中有关引射系数计算的若干问题探讨

用工作蒸气膨胀与混合气体压缩的热力平衡关系计算各级喷射器的引射系数,计算时应依据喷射器出口处水蒸气的实际过热状态,并以其内发生的气体流动过程处于绝热工况。由此设计的水蒸气喷射泵其实际抽气特性与设计相符程度高,在相同工作真空度下运行时,单位质量的工作蒸气所抽吸的被抽气体质量流量增加,能源消耗降低。     

冷凝式蒸汽干度仪的模拟与研制

蒸汽是重要的二次能源,为了安全、经济地使用蒸汽,许多工业生产中都需要实时测量控制湿蒸汽干度。根据能量守恒原理、质量守恒原理以及凝结法的测量原理,研制了冷凝式蒸汽干度仪,运用软件进行了模拟计算,并通过建立湿蒸汽干度检测台进行实验研究。研究表明该干度仪具有结构简单,成本低,精度高,测量范围宽等优点。     

NUMERICAL SIMULATION OF WET STEAM CONDENSING FLOW WITH AN EULERIAN／EULERIAN MODEL

Wet steam condensing flow in low-pressure steam turbine leads to efficiency losses and blade erosions. In order to investigate this problem by numerical approach, an Eulerian/Eulerian model has been developed, in which the wet steam is regarded as mixture comprising two coupled systems: the vapor phase and the liquid phase. These two systems are both described by conservation equations. High resolution TVD scheme is employed to capture condensing phenomena in wet steam flow. This model has been validated by numerical simulations of condensing flows in 1D and 2D nozzles. Compared with experimental data, a good agreement is observed. This Eulerian/Eulerian model can be extended to 3D calculation of condensing flow.     

汽蚀工况液体射流泵的实验研究

介绍了一种可用于有压管道自动定量加料装置的工作原理和试验研究方法。利用了液体射流泵在汽蚀工况下流量比不变的特征,通过实验研究了射流泵的形状及工作参数对其汽蚀流量比和装置效率的影响,对单级和双级射流泵的工作性能进行了对比实验,通过分析找到了合适的射流泵配比方案。研制了有压管道自动定量加料装置并进行了现场试验。