航空重油发动机气助雾化喷嘴雾化机理仿真

对具有拉瓦尔喷管结构特点的某二冲程点燃式航空重油发动机气助雾化喷嘴进行雾化机理的研究.在喷嘴结构确定的情况下,随实际气相压比的改变,拉瓦尔喷管内气体会呈现不同的流动状态.依据拉格朗日关于两相流的计算理论,通过改变气助雾化喷嘴的进口压缩空气压力,利用CFD软件Fluent进行了拉瓦尔喷管内气体不同流动状态下的两相流仿真.结果表明:若拉瓦尔喷管内气相压比达到6.5时,气体以超声速从喷嘴射出,其膨胀作用使得喷嘴出口下方出现负压区,并形成对称双涡环,在喷嘴出口超声速辅助气体及涡环卷吸气流的共同作用下,气动力克服液滴表面张力,形成喷雾的SMD较低,且雾化质量对燃油种类不敏感;气相压比增大到7.5时,粒径分布及液滴SMD变化较小,但过高的气相压比会增大辅助空气质量,消耗空气压缩机更多的功率.     

一种新型液包气雾化喷嘴流场特性的研究

基于CFD技术对一种新型液包气雾化喷嘴内部的气液两相流流场进行了数值模拟,分析了该喷嘴内部气液两相流的流动特性,得到气相和液相入口压力对气液两相流流动特性的影响,并结合试验数据对模拟结果进行了验证.结果表明:当气相和液相入口压力在0.1～0.5 MPa变化时,喷嘴的出口湍流强度随气相和液相入口压力的提高而增大;提高气相入口压力有利于减小雾化粒径;提高液相入口压力有利于提高雾化粒径的均匀性.     

Y型喷嘴性能的数值分析

利用F luen t软件模拟气流式雾化喷嘴的喷雾,计算了不同的入口条件下,喷嘴喷雾的液体雾化粒径;讨论了不同的液体和气体压力以及它们的比值对喷雾效果的影响;模拟结果与实验数值吻合很好。分析结果表明,液体压力的增大不利于雾化,而随着气体压力的增大雾化效果改善显著,但是气液压力比满足一定的匹配数值才能保证良好的雾化效果。     

液包式雾化喷嘴出口锥角优化实验研究

液包式雾化喷嘴是一种新型脱硫雾化喷嘴,其出口锥角直接影响其雾化性能。采用图3所示实验台架,选用喷嘴出口锥角开展实验,并利用Winner318型激光粒径分析仪,进行了雾化特性试验。结果表明,内锥角的变化对雾化角的影响明显,而外锥角的变化对雾化角基本无影响;内、外锥角的改变对平均雾化粒径基本无影响,喷嘴的雾化角和平均雾化粒径随着气液压力比的增大而减小,当气液压力比达到1.5后,气液压力比的影响作用降低。     

小流量气泡雾化喷嘴试验研究

设计了一个1.2 kg/h的小流量气泡雾化喷嘴,利用粒子动态分析仪(PDA),对喷嘴下游流场进行测量,分析了液雾粒径和速度的分布规律及其相关因子,考察了气液质量流量比、进气压力、混合室长度对雾化特性的影响。结果表明,液雾粒径沿径向呈非轴对称分布,轴线下方平均粒径大于上方平均粒径,液滴粒径随轴向距离增加呈先减小后增大的趋势;液雾轴向平均速度呈钟形分布,喷嘴出口区域液滴轴向平均速度和均方根速度都比较大,两者值均随轴向距离增加而逐渐减小。喷嘴出口区域,液滴粒径与速度间负相关性很强,随轴向距离的增加,其相关性可以忽略。气液比增大液雾粒径减小;在相同的气液质量流量比(ALR)下,进气压力增大,雾化效果变差;混合室长度为其直径的2.5倍时,雾化效果较好。     

气流式喷嘴雾化特性试验研究

一般气流式喷嘴并不能雾化气液混合物,而压力式喷嘴相比气流式喷嘴,存在着易磨损,雾化效果差等问题.为解决上述问题,我们自行设计了新型的气流式喷嘴,并进行了雾化特性的试验研究,对雾化粒滴进行了测量分析.测量结果表明,该型喷嘴在试验条件下雾化粒度小于50 μm,雾化效果优于一般的气流式喷嘴.与此同时我们对影响雾化效果的影响因素进行了分析研究,对不同气液比的情况进行了测试,发现当气液比增大时雾滴粒度减小;同时我们还对空气速度分别为150 m/s及250 m/s进行了测试,测试看出气液相对速度越大,雾滴粒度越小.研究表明,该型喷嘴能够对气液混合物进行雾化,并可应用于石化领域中分离塔的碱液分离,压缩(气)机注水降温中水的雾化等.     

燃油喷嘴气液两相流雾化特性研究

以空气,水为工质,利用马尔文粒度分析仪对气液两相流雾化器喷嘴的雾化特性进行了详细的实验研究。测量了气,液两相流不同入口压力比条件下通过喷嘴后形成的液体雾化粒子的粒径分布,详细讨论分析了气,液两相压力及进气,进液方式对喷雾效果的影响,得出了喷嘴雾化过程中气液两相流量与气液两相压力之间的规律和 化原则,并对喷嘴的雾化机理进行了探讨。     

气泡雾化喷嘴雾化特性实验

利用Malvern2600/3600型激光散射粒度仪对三种不同结构的气泡雾化喷嘴的雾化特性进行了实验研究,并进行了理论分析。实验发现影响喷嘴雾化特性的主要因素有空气注入压力、空气注入截面积、气液质量流量比、出口截面积和液体流量。提高空气注入压力和气液质量流量比、增大空气注入截面积可改善雾化效果,出口截面积和液体流量的增大则降低雾化质量。三种喷嘴中,A型更适合于工业应用。     

气泡雾化喷嘴雾化的特性实验

利用Malvern 2600/3600型激光散射粒度仪对三种不同结构的气泡雾化喷嘴的雾化特性进行了实验研究,并进行了理论分析。实验发现：影响喷嘴雾化特性的主要因素有空气注入压力、空气注入截面积、气液质量流量比、出口截面积和液体流量。提高空气注入压力和气液质量流量比、增大空气注入截面积可改善雾化效果,出口截面积和液体流量的增大则降低雾化质量。三种喷嘴中,A型更适合于工业应用。     

气泡雾化喷嘴内部及出口下游的数值模拟

采用FLUENT软件对喷嘴内部气液两相混合以及喷嘴下游雾炬场进行了数值模拟,主要模拟了喷嘴内部气液两相的浓度分布、喷嘴内部的压力分布、下游雾炬场的速度矢量分布、颗粒直径大小分布,并对模拟结果进行了分析,模拟结果对以后的两相流以及雾化的研究具有一定的指导意义。     

双通道气流式喷嘴加压雾化的实验研究

研究了双通道气流式喷嘴加压雾化过程.使用M alvern激光测粒仪测量了不同环境压力下索特平均粒径的分布.实验结果表明:当气液质量比不变时,索特平均粒径与环境压力的n次幂成正比,n的范围大约在0.3~0.9之间,并且n随气液质量比的增大而增大;当环境压力不变时,索特平均粒径随着气液质量比的增大而减小.     

旋流式气液同轴式喷油器在加压空间中流量特性的试验研究

在增压条件下对一种旋流式气液同轴喷油器的流量特性进行试验研究.在不同的环境背压条件下,分别研究了气液比、环境背压对燃油流量系数、雾化空气流量系数的影响.结果表明:本喷油器的燃油流量系数稳定在0.2971,不受气液比、环境背压等因素的影响;雾化空气流量系数随环境背压与喷油器雾化空气通道进口压力的压力比的增大而减小,与气液比无关.根据试验数据整理出雾化空气流量系数拟合公式,能够对试验数据作出准确的预测.     

气泡雾化喷嘴雾化性能的试验研究

在竖直向下喷射方式下,对三种不同结构尺寸的喷嘴的雾化特性及性能进行了试验研究。试验在常温常压下进行,液体采用水,雾化气为压缩空气,采用PIV技术来测量雾化颗粒的平均粒径。试验结果表明:增大气液质量流量比;增大空气注入截面积;在喷嘴的最大流量范围内,增大液体流量均可提高雾化质量。     

基于VOF-DPM模型的离心喷嘴中的燃油流动及雾化特征研究

针对燃油在离心喷嘴中的内部流动及其外部雾化过程,采用VOF-DPM模型对其进行了数值模拟研究。分析了压力对喷嘴出口处空气芯大小和液膜厚度的影响,得到了液膜破碎长度和雾化锥角等雾化特性,应用实验测试结果对数值模拟进行了验证,并与流体体积函数法(VOF)和离散相追踪法(DPM)进行了对比。结果表明：VOF-DPM模型可以真实反映离心喷嘴的内部流动和外部雾化特性,研究发现了与实际雾化过程符合的液膜破碎存在孔洞破碎和边缘破碎两种形式;捕捉到了在液膜表面的波动及气动力共同作用下液膜失稳破碎形成液滴的过程;燃油流动及雾化特性随着压力增加发生变化,喷嘴内空气芯直径增大,出口处液膜厚度减小,液膜的破碎长度下降。     

小流量气泡雾化喷嘴研究

对小流量气泡雾化喷嘴的流量和雾化特性进行了实验研究,发现喷嘴的流量特性比较复杂,气体流量和液体流量之间相互影响,不能独立控制某一方面。颗粒直径沿径向的分布呈现逐渐增大的趋势。较大的气液压差情况下的雾化效果较好。对于不同的设计流量、喷嘴出口截面的大小对雾化质量影响较小。空气注入孔直径越小,其雾化质量越好。使用多孔介质注入空气时的才轮质量好于小孔射流注气,即均匀注入空气有利于提高雾化效果。另外建立了一个可以用于直接计算颗粒分布的雾化模型,计算结果与实验结果符合良好。     

气泡喷嘴下游雾化与流场特性的研究

本文用激光粒子动态分析仪（ＰＤＡ）测量了水平喷射的气泡雾化喷嘴下游不同截面上的雾化液滴平均直径和速度分布，用水在常温，常压下进行试验，液体的喷射压力变化范围为１５０～５５０ｋＰａ；气液比的变化范围为０～０．１２。研究了随着喷射距离的增大，气泡喷嘴的雾化与流场特性的变化规律，试验结果表明，沿着喷射方向，与喷孔一定距离内，气泡喷嘴的液雾存在明显的扩散过程，气泡喷嘴的喷雾速度呈典型的抛物状分布，在喷雾轴     

半封闭狭窄通道内甲烷/空气预混火焰传播不稳定性实验研究

针对贫油预混预蒸发燃烧室主燃级中横喷液雾现象进行研究,综合考虑RP-3航空煤油横喷液雾的雾化、蒸发和自燃过程构建自燃预测模型,基于CH基团随时间的变化规律对自燃延迟时间进行预测。结合试验测试结果对模型进行校验,并进一步分析温度、压力、流速、射流动量比等变量对自燃延迟时间的影响规律。结果表明：对于直射式喷嘴形成的横喷液雾,其下游的油气分布主要受射流动量比和流动速度的影响,射流动量比决定了液雾的总体油气比,流动速度则主要影响液滴的粒径及其蒸发时间;随着压力、射流动量比及气流速度的增加,自燃延迟时间均会缩短,相比于预混燃料液雾的自燃延迟时间受负温度效应的影响较弱。     

燃气轮机燃烧室液雾自燃延迟时间预测方法

为减少一体化加力燃烧室内支板火焰稳定器高度与进口试验参数较高所导致的昂贵基础试验成本,采用经试验数据验证的数值计算方法,对不同高度的一体化模型加力燃烧室燃烧性能进行数值模拟,分析模型加力燃烧室高度变化和侧壁边界层效应对一体化加力燃烧室回流区、总压恢复系数以及燃烧效率的影响。在保持空间油雾场分布均匀与阻塞比一致的前提下,简化扇形加力燃烧室模型为矩形加力燃烧室模型,其中模型加力燃烧室高度H分别为200,150和100 mm,总长L=1 480 mm,宽B=125 mm。结果表明：模型加力燃烧室高度的降低对燃烧性能影响较小,其中回流率最大降幅为0.16%,总压恢复系数最大降幅为0.15%,燃烧效率的最大降幅为1.9%;模型加力燃烧室侧壁面边界的引入对燃烧性能影响较小,回流率、总压恢复系数最大降幅均小于1%,燃烧效率的最大降幅仅为0.7%;可以采用单支板火焰稳定装置降低高度的方法简化试验件设计。     

中空纤维膜管内LiBr溶液除湿过程的数值研究

为研究中空纤维膜和吸湿溶液结合进行制冷预除湿过程的传质机理,建立了膜管外的水蒸气通过膜孔最后被溴化锂溶液吸收传质过程的数值模型,研究了液体进口流速、进口浓度和进口温度对管内溶液的温度分布、质量分数分布和膜孔内水蒸气质量分数分布的影响,并比较了这三种因素对传质的影响程度。在一般预除湿用疏水性膜组件的内部溶液压力条件下(小于10kpa),溶液与水蒸气的接触面在疏水性膜内壁表面。溶液流速的增大,溶液进口质量分数的增大以及溶液进口温度的降低均有利于传质进行,其中,提高溶液进口质量分数对加强传质最为有效。