气波引射装置真空度实验研究

为了研究转速及高、中压喷嘴间偏转距离对气波引射装置性能的影响,分析两个参数与低压端口真空度间的变化规律。设定高压进气压力为1.5 MPa,低压、中压和高压端口宽度分别为63,37和44 mm,高压与低压端口间固壁段宽度为14 mm。实验研究了当转速分别为2 500,3 000,3 500以及4 000 r/min,偏转距离分别为10,18和26 mm时,中压出口压力与低压端口真空度之间的关系。结果表明:在恒定转速条件下,低压端口处真空度与中压出口压力呈负相关关系;当中压出口压力恒定时,随着设备转速的增加,真空度先增大后减小。在中压压力一定的情况下,当转速较低时真空度随偏转距离增大而减小,当转速较高时真空度随着偏转距离的增大呈现先减小后增大的趋势,偏转距离对真空度具有显著影响,且存在最优值,最优值与设备转速相关。此外,真空度与设备引射率近似呈正比例关系,即引射率和增压比呈负相关关系。     

径流式转子对气波引射器性能的影响研究

气波引射器是一种新型的高效动态引射装置。为了验证径流式转子结构的可行性与高效性,分别建立两种不同结构类型的转子气波引射器物理模型,利用计算流体动力学(CFD)技术分别对其性能展开分析,并在相同结构与工况条件下,对比二者在引气和增压性能上的差异。结果表明：同等条件下,由于径流式转子能有效利用离心力推动气体流动,增强激波强度,其引射率与等熵效率约比轴流式转子高10%～20%,证明径流式转子的可行性。在此基础上通过改变设备转速进行模拟,得到在膨胀比为1.5,压缩比分别为1.1,1.2和1.2条件下,设备转速n为2 757 r/min时性能达到最优。     

采用双节流装置的CO2引射制冷系统的变工况性能实验研究

对采用双节流装置的跨临界CO_2引射制冷循环系统在不同工况下的性能进行了实验研究,比较了影响引射器性能和系统COP的因素。实验结果表明,在固定引射器几何尺寸的条件下,气体冷却器出口压力为8.5MPa、蒸发温度为-5和-1℃时,引射比随气冷器出口温度的增大而逐渐增大,系统COP则呈下降趋势;当气冷器出口温度为41℃、蒸发温度为-5℃时,工作流体、引射流体质量流量及引射比均随着气冷器出口压力的增大而出现不同程度的增加,系统COP则呈下降趋势。在相同工况条件下,采用两段式喷嘴引射器的双节流跨临界CO_2制冷系统的COP整体上大于传统带有膨胀阀的跨临界CO_2制冷系统的COP。     

多喷嘴液液引射器的试验与数值模拟研究

采用控制变量法,模拟研究了不同进出口压力等因素对多喷嘴液液引射器性能及增压效果的影响规律。结果表明,在引射泵组中,随着工作压力和引射压力增大,引射器的引射系数和引射流量都增大;而随着出口压力增大,引射器的引射系数和引射流量减小;引射器出口压力的增加对引射泵组中的泵前增压效果优于工作压力和引射压力;泵前压力随引射器进出口压力的增大而增大。试验在综合考虑泵的效率和增压效果后,采用30%回流率,引射泵组可提高1.59 m压头,与模拟结果 1.54 m吻合较好。     

高压气体引射器的试验研究和仿真

以一个高压气体引射器试验台为基础，开展了一系列高压引射试验，研究高背压条件下引射器的工作特性。同时，利用计算流体力学方法对引射器引射，混合过程进行了详细的研究。系列试验表明引射系数对引射气流的压力变化不敏感，但高背压的确对引射气流和被引射气流在混合管内的混合，扩散和流动产生影响。数值仿真克服了试验设备的限制，并显示了引射流动的详细情况。数值仿真结果表明：在一定的工况下，总存在一个最佳面积比和最佳相对位置以对应最大引射系数(即使引射器达到最大工作效率)，而其物理表现为引射器喉管壁面压力最低。正是它们之间的内在关系决定了气体引射器的工作特性。     

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。     

两相流引射循环系统实验研究及引射器性能数值模拟

用ANSYS CFX软件对两相流引射制冷循环中的引射器内部流动进行了数值模拟,分析了混合室直径和喷嘴喉部直径对引射器性能的影响;根据数值模拟结果加工了引射器试件,对R134a两相流引射器及引射循环制冷系统性能进行了实验研究,探讨了固定工况条件下引射器喷嘴喉部直径和混合室直径的优化匹配。实验与模拟结果均表明,在固定工况条件下,存在使引射比及COP分别达到最大的最佳混合室直径和喷嘴喉部直径组合。在冷凝温度为55℃、蒸发温度为3℃的工况下,当混合室直径为16mm、喷嘴喉部直径为2.0mm时引射器的引射比达到最大值,而两相流引射循环制冷系统的COP在混合室直径为16mm、喉部直径为1.7mm时最高,模拟与实验结果的变化趋势是一致的,但二者的引射比值误差较大。     

PEMFC系统引射器设计及仿真研究

针对燃料电池汽车的运行特点,对氢气循环引射器进行了结构设计,利用Fluent软件对所设计的引射器进行了全工况模拟,确定了对引射器效率影响较大的变量。通过改变工作流体流量,并经过多次模拟后发现,为了使氢气引射器在怠速工况下不失效,引射器前端工作流体压力p_p要≥1.05 MPa。分析了工作流体质量流量G_p、喷嘴喉部直径d_(p*)和工作流体压力p_p对引射性能的影响,发现G_p对引射器的引射性能影响最大,并给出了G_p的取值范围。研究建议引射器设计时G_p在0.21~0.23 g·s~(-1)范围内最佳。     

间冷循环燃气轮机低压工作线及影响因素分析

为详细掌握间冷循环燃气轮机的工作特性及实际运行过程中低压工作线的变动,考虑空气系统引 气、压气机出口漏气对流量连续的影响,引人压气机与涡轮及相邻涡轮间的流量比例系数,理论推导间冷循 环燃气轮机低压工作线方程,得到影响低压工作线的典型因素。开展间冷循环燃气轮机低压工作线在典型 影响因素下的变动机理分析,不同于高压工作线变动分析采用等换算转速条件,低压工作线变动分析采用等 高压转子增压比条件更为合理。依据间冷循环燃气轮机长期运行后典型影响因素的变化,获得间冷循环燃 气轮机低压工作线的具体变动结果,即高压压气机效率降低、高压涡轮效率降低、高压涡轮导向器面积增加、 间冷器性能衰减及二次水温度升高等会导致低压工作线升高,低压压气机效率降低、低压涡轮效率降低、低 压涡轮导向器面积增加、低压出口漏气量增加及大气温度增加等会导致低压工作线降低。     

利用文丘里引射装置回收利用高压天然气压力能

介绍引射器的基本工作原理及其特性,并对该项技术中的关键设备超音速引射器进行设计研究。工程应用表明,采用文丘里引射装置是以高压天然气引射低压人工煤气,不仅拓宽了天然气的应用领域,而且通过回收天然气管网压力能,可大幅度节省电耗,降低生产运营成本,提高城市燃气管网运行的可靠性。     

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。     

渐缩型混合室引射式低压加热器的特性分析

将常规引射式低压加热器的圆柱形混合室改为渐缩型混合室,研发了一种新的渐缩型混合室引射式低压加热器,通过理论计算分析了进口参数和喉部直径对该装置加热和升压性能的影响,并将出口水温与试验结果进行了比较.结果表明：在蒸汽压力不变时,增大入水压力,加热器出口温度下降,出口压力升高,并均呈减缓趋势;当入水参数不变时,增大蒸汽压力,加热器引射系数增大,出口温度升高,但蒸汽流量对出口压力影响不大;增大混合室喉部面积可以降低出口压力,有利于提高加热器变工况运行下加热性能和实际运行的稳定性.     

引射器二次流入口结构对引射性能的影响

作为五部委联合发布八项核心技术之一,氢气循环系统技术路线逐渐从氢气循环泵转向引射器。然而,采用引射器技术路线的典型问题之一就是难以全功率覆盖,需要更为精细的引射器优化设计。主要研究二次流入口结构参数对引射性能的影响,基于Ansys-Fluent软件,采用混合湿氢气介质,体积分数分别为氢气81%、水蒸气11%、氮气8%,建立引射器三维物理模型及其数值计算模型,数值分析不同二次流结构参数对引射性能影响。计算结果表明：不同的二次流入口结构对引射性能影响较小,其机理为二次流结构制约着混合段的流动混合,导致混合程度不同,进而影响引射性能。上述结果能为高效、全功率覆盖车用燃料电池系统引射器的设计提供理论依据。     

斯特林发动机小空间燃气引射特性仿真研究

采用FLUENT软件对应用于斯特林发动机小空间燃烧室的不同类型的引射器的引射特性进行了计算研究.研究结果表明:在一次流体总质量流量和喷嘴总流通面积相同的条件下,多孔式喷嘴引射器的速度、温度及浓度分布均匀性明显优于中心、环形式喷嘴引射器,喷孔数量越多均匀性越好;多孔式喷嘴引射器的引射系数明显大于中心、环形式喷嘴引射器,喷孔数量越多引射系数越大.     

同轴气流引射式喷嘴流动特性数值研究

采用RNG k-ε湍流模型,结合混合双流体模型对同轴气流引射式喷嘴的内部流动特性进行了数值模拟,考察进气压力对喷嘴流动特性的影响,得到气液流量变化规律,并与试验结果进行了对比,验证了模型的可靠性。研究结果表明,由于同轴气流引射式喷嘴内部存在中心负压区域,实现了对液体的引射。随着进气压力增大,喷嘴出口的湍动能增大,液体体积分数减小,气液混合效果增强,有利于提高雾化质量。液体流量随着进气压力的增大呈先增大后减小的变化趋势,因此,进气压力需要控制在合理范围内。     

低压煤气储气罐采用可变喉部截面引射器引射利用研究

为结合上海市重大工程项目建设,进一步改善天然气引射调峰装置性能,围绕低压煤气储气罐在天然气榆配调峰中的应用问题开展低压煤气储气罐配套可变喉部截面引射器系统用于天然气储气调峰的模拟研究,为低压煤气储气罐的改造利用提供技术支撑。     

定压工况下蓄热式压缩空气储能系统中射气抽气器最佳工作参数分析

在压缩空气储能系统的释能段配气机构中引入射气抽气器被认为是增大系统释能功率的有效途径,但现有研究对射气抽气器的最佳工作参数选取还缺乏系统的研究.基于此,以10 MW蓄热式压缩空气储能系统为对象,分别考虑不同低压气源,揭示了不同定压工况下射气抽气器最大引射系数、被卷吸低压气源总量随工作气体压力的变化规律,并获得了最佳工作气体压力.结果发现,释能过程总功的增幅与定压工况压力负相关,且以第一台膨胀机排汽为低压气源时增幅最大.     

液-汽引射器内液汽混合过程压力及汽液分布特性研究

为了明确液-汽引射器在工作过程中压力及液汽分布特性,采用混合多相流模型及标准k-ε湍流模型,建立了液-汽引射器三维数值计算模型,对液-汽引射器内部的压力及液汽流动状态进行了分析模拟,得到了不同工作流体参数下引射器内部压力及汽液分布规律。研究表明:沿引射器水平中轴线方向,压力及汽相体积分数随工作流体压力的增大而减小,随工作流体温度及流量的变化基本不变;沿引射入口轴线方向,吸入室的压力随工作流体压力的增大而减小,随工作流体温度及流量的变化几乎不变;沿引射入口轴线方向,汽相体积分数随工作流体压力及温度的变化较小,随工作流体流量的增大而增大。研究将有助于掌握液汽引射器内部压力及汽相体积分数的变化规律,有助于引射器的科学设计和运行。     

蜗壳进口宽度对离心泵非定常性能的影响研究

为分析蜗壳进口宽度对离心泵非定常性能的影响,以一台比转速为126的离心泵为研究对象,采用ANSYS CFX软件的标准k-ε湍流模型对同一叶轮、不同蜗壳进口宽度(56、63、66.5和70 mm)时,不同流量工况(0.8～1.2设计流量)条件下泵的外特性、内部流场以及压力脉动进行研究。结果表明:在设计流量下,适当改变蜗壳进口宽度对离心泵的扬程、效率影响不大;但随着蜗壳进口宽度的增大,蜗壳隔舌处的湍动能增大并向扩散段延伸;同时,蜗壳隔舌处压力脉动的压力值增大了4.2%,压力脉动幅值增大了3.4倍。设计时为提高中比转速离心泵的综合性能,应取蜗壳进口宽度为叶轮出口直径的1.8倍。     

高压浓相粉煤气力输送试验研究

在输送压力可达4.0 MPa,固气比高达500 kg/m3的高压气力输送试验台上,用氮气进行粉煤高压浓相气力输送试验研究。分别在不同的输送差压、充压风量和流化风量等条件下进行了输送试验,考察操作参数对煤粉质量流量和固气比等气力输送特征参数的影响。结果表明,煤粉的质量流量随着输送差压和充压风量的增大而增大;输送压力越高,差压的变化对煤粉的质量流量的影响越显著;固气比随着输送差压和充压风量的升高而增加,随着流化风量的增大先增大后减小;输送压力越高,固气比越大;保持进入发料罐的气体总量不变,当Qf<0.55 m3/h时,充压风量的变化对输送参数的影响主导作用,当Qf>0.55 m3/h时,流化风量的变化对输送参数的影响较大。