跨临界CO2压缩喷射系统稳定性实验研究

为了研究跨临界CO2压缩喷射系统的稳定性,在自行搭建的实验台上进行了改变工作环境参数及调节节流阀开度对系统稳定性影响的实验.通过分析实验工况下工作流体压力、引射流体压力、背压、工作流体流量、引射流体流量、喷射系数和升压比的变化趋势,得出以下系统稳定性规律：当冷却水流量变化或节流阀开度变化时,系统将从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态,在过渡阶段系统处于不稳定状态;当节流阀开度接近全开（90%）时,工作流体压力将超过压力极限,工作流体流量将达到压缩机的阻塞工况,系统越来越偏离稳定工况,必须及时关闭系统;当节流阀开度接近全关（5%）时,引射流体流量不断减小,最终减小为零,喷射器不再卷吸引射流体,必须及时关闭系统.     

可调式气体喷射器调节性能计算分析

提出在喷射器喷嘴内插入喷针来调节喷射器工作参数的方案,建立了可调式喷射器性能计算模型,计算分析了喷嘴截面积变化对喷射系数、气体压力、气体流量等参数的影响。结果表明,通过对喷射器喉口面积的调节,可拓宽喷射器的有效工作范围,减小喷射器入口参数对出口参数的影响。     

运行参数对喷射器性能影响的数值研究

利用CFD软件对太阳能喷射式制冷系统中喷射器进行研究,结果表明:在同一蒸发器出口压力和冷凝器入口压力下,喷射系数随发生器出口压力的升高先增加后减小;喷射系数与蒸发器出口压力成正比,与冷凝器入口压力成反比;在同一蒸发器出口温度和冷凝器入口温度下,喷射系数随发生器出口温度的升高先增加后减小;随蒸发器出口温度的升高和冷凝器入口温度的降低,喷射系数逐渐增加.     

压力油雾化喷嘴内流动特性的研究

通过分析压力油雾化喷嘴的结构特点,对不同结构参数的喷嘴进行了三维流动数值模拟研究.结果表明:在偏转角度一定时,随着喷嘴出口直径φ的增大,喷嘴中心轴线上的速度逐渐减小,喷雾的能量损失逐渐增加,同时当直径增大到一定程度后喷嘴中心轴线处开始出现回流现象,回流速度随直径增大而增大;喷嘴出口直径为定值时,油雾出口速度随偏转角度θ的增大先逐渐增大又逐渐减小,在θ=60°时喷雾效果最佳.     

气体喷射器的一维数学模型分析

建立了气体喷射器的一维数学模型,利用理想气体对模型进行了求解。对在混合段拥塞现象的发生和其对喷射器喷射系数的影响进行了分析。结果表明:在混合段发生拥塞现象之前,喷射系数随着工作流体进口压力的增加和出口压力的降低而增加,混合气体出口压力随着工作流体进口压力的增加和喷射系数的降低而增加;在发生拥塞现象之后,喷射系数与工作流体进口压力和混合气体出口压力的变化无关;混合段发生拥塞时喷射系数达到最大,此时喷射系数随工作流体进口压力的增加和混合气体出口压力的降低而增大。     

射流搅拌流场的数值模拟分析

喷射搅拌器广泛应用于油品储罐内的调和,喷嘴入射角度和入射速度对搅拌效果有很大影响。应用计算流体软件并根据标准k ε湍流模型与 SIMPLE算法,采用单因素敏感分析法分别对喷嘴的喷射角度、喷嘴直径及入射速度的射流流场速度分布进行数值模拟分析。结果表明：喷射距离随直径的增加而加大,随速度的增加而增大,在15~60°的角度范围内,随入射角度的增加先增大后减少;储罐内的速度流场分布随直径的增加先减少后增加,随速度的增加而增加,随入射角度的增加先增加后减少;射流产生的回流范围随直径的增加先减少后增大,随入射速度的增大而增大,随入射角度的增加先增大后减小。因此,相比于喷嘴直径,入射速度和入射角度对储罐内的搅拌效果和搅拌范围有更大的影响。     

射水式喷射加热器结构设计计算与分析

应用气体动力学理论,参照一维等压混合分析方法,对射水式喷射加热器结构设计进行了研究,列出各主要结构尺寸的计算式。分析了主要结构参数对喷射器工作性能的影响,得出水喷嘴的出口截面离混合室入口截面距离,及水喷嘴出口截面与混合室喉部的截面比等主要参数对喷射器工作性能的影响规律。     

结构参数对自激式脉冲射流装置性能的影响

运用自行研制的脉冲射流试验装置,就自激式脉冲射流装置的上下喷嘴直径、腔长和腔径等结构参数对其性能的影响进行了试验,分析了上喷嘴直径一定时,其他结构参数对射流打击力的影响.研究表明,在一定工作压力下,不同下喷嘴直径下的射流打击力随腔长的变化和不同腔径下的射流打击力随下喷嘴直径的变化不同;在不同工作压力下,某一下喷嘴直径下...     

自激脉冲射流装置结构参数的无量纲研究

运用无量纲分析法,对一定入口条件下自激脉冲射流装置主要结构参数对无量纲打击力的影响进行了实验研究,得到了无量纲打击力随各结构参数配比的变化规律,确定了自激脉冲射流装置无量纲结构参数的优化范围.实验结果表明,当入口条件一定时,存在获得较好打击效果的喷嘴面积比和腔长范围;腔径一定时,无量纲打击力随腔长的增大而减小;腔长对自...     

柴油机喷孔出口截面空化流动特性

为了更好地了解柴油机喷孔内燃油空化流动特性,基于空化数和几何结构相似原理,采用比例放大试验装置,并结合CFD三维仿真,研究了喷孔出口截面处空化过程及空化过程对出口截面燃油流动速度、密度分布及湍动能的影响.分析了在保持入口压力不变的工况下,出口截面空化流动随背压改变的变化规律.研究表明:当入口压力不变,随背压降低,喷孔入口截面空化区先增大后稳定,喷孔出口截面空化区及燃油密度随背压的降低而减小;喷孔出口截面的湍动能随背压降低而不断增大,其中空化饱和阶段湍动能增加率小于无空化及空化发展阶段;喷孔出口截面与入口截面的液相平均流速在无空化阶段相差不大,而在空化发展阶段及空化阻塞阶段,两者相对速度不断增大.     

大容量空气雾化水煤浆喷嘴的实验研究

对空气雾化水煤浆(CWS)喷嘴进行实验研究.提出适合于空气雾化的大容量撞击式水煤浆喷嘴,在实验台上研究结构参数对流量和雾化特性的影响,结合流体力学及雾化理论对喷嘴结构和实验结果进行分析.实验表明,影响喷嘴流量特性（气浆压力和流量间的相互关系）的主要参数有Y型气孔尺寸、混合室直径、浆孔直径、雾化头出口孔尺寸等,其中浆孔直径的变化显著影响浆压;出口孔径、Y型气孔尺寸的影响大于T型气槽宽度和混合室直径的影响;通过多元参数回归得到喷嘴流量特性的半经验方程;索太尔平均粒径(SMD)测量结果显示,较大的Y型气孔能够强化雾化头的雾化作用,改善雾化性能.     

多喷管引射器试验研究与数值模拟

为了探索多喷管引射器综合性能的影响因素,对五喷管超音速引射器用实验的方法得到动量修正系数与引射系统尺寸的关系曲线．在不同主喷管分布圆直径、混合管长径比、主次流压比以及扩压比情况下,对多喷管引射系统动量修正系数进行了实验研究和数值计算．结果表明:在所有工况下,引射性能随主次流压比和主流流量的增大而减小;随着主喷管数增加、喷管喉部直径减小、扩压管长度增加,引射器的性能在一定范围内得到提高．混合管长径比与主喷管分布方式的相互作用对引射性能的影响很大．同时使用FLUENT软件对不同几何尺寸下的引射器进行数值模拟,并与试验结果进行了对比,结果表明数值模拟结果与试验结果符合较好．     

基于Fluent的拉瓦尔喷嘴结构优化设计

拉瓦尔喷嘴进口直径、喉管直径、喷管出口直径、收缩段长度,扩张段长度对于其雾化效果都有一定的影响。本文采用无量纲量的方法,通过Fluent对拉瓦尔喷嘴结构中喉管直径、喷管进口直径、收缩段长度三个变量配合的多种工况进行仿真研究,从而得到拉瓦尔喷嘴最优的结构参数。     

密实移动床离子交换装置中喷射器的结构优化及输送性能

建立了密实移动床离子交换实验装置,并采用喷射器输送离子交换树脂颗粒.实验研究了喷射器的相对喉嘴距、喉管与喷嘴面积比及输送水流量对喷射器输送性能的影响,确定了较佳的喷射器结构和适宜的输送水流量.结果表明,输送树脂颗粒,喷射器较佳的相对喉嘴距和喉管与喷嘴面积比分别为7.5和2.94,适宜的输送水流量范围为25~55 L/h.相同条件下,安装喷射器后,输送管中固液比较未安装时可提高17%~25%.     

蜗壳进口截面对液力透平径向力的影响

借助ANSYS-FLUENT软件,通过对一单级液力透平的蜗壳进行再设计,对液力透平在不同蜗壳进口截面情况下的径向力特性进行研究,并分析透平性能的变化情况。结果表明:透平径向力随蜗壳进口截面直径的增大而呈线性增大,当蜗壳进口截面直径大于一临界值时,径向力又缓慢下降;径向力合力的方向与隔舌的相对位置在小流量时为60°~90°,在大流量时为110°~150°;隔舌区域的流动对径向力的分布有较强的影响,经过蜗壳再设计后透平的效率要高于原透平的效率。       

窄隙自然循环过冷沸腾流道中的温度分布特性

针对一体化反应堆的窄通道和自然循环特点,在常压下,以水为工质,对竖直窄环隙流道进行了自然循环过冷沸腾换热实验研究,通过对流道内温度的测量,考察了入口过冷度、流道间隙和加热负荷对流道内温度分布的影响.结果表明,在中低负荷区,流体的截面温度基本不受加热负荷的影响,入口过冷度使轴向壁温分布呈现非单调性变化,在一定条件下会引起沸腾区壁温的逆向升高,减小流道间隙或增大加热负荷有助于弱化入口过冷度的影响,减小流道间隙还有利于降低壁面温度,但流道间隙也不宜过小.     

结构参数对拉伐尔喷管空化特性影响的数值模拟

采用CFD方法模拟水在不同结构参数拉伐尔喷管中的空化流动情况。在一定的操作参数下,采用空化泡动力学模型模拟分析拉伐尔喷管不同入口直径、喉部直径、收缩段长度、扩张段长度、扩张段锥角等结构参数对空化效果的影响,并参照正交试验的方法研究各影响因素与水平之间的关系。结果表明：随着喷管喉部直径的减小,空化区域内的汽含率升高,空化数减小,空化效应增强;入口直径与收缩段长度的改变对喷管空化特性的影响不明显;在一定范围内增大扩张段锥角有利于空化强度的增加,但锥角过大反而抑制空化的进行;扩张段长度的增加可以影响空化产生的区域,但对空化强度影响较小;正交试验结果表明在几个结构参数之中,喉部直径的改变对喷管空化特性的影响最大。     

喷油器针阀偶件的磨损及其对工作可靠性的影响

喷油器是柴油机喷油系统的关键部件之一,其针阀与针阀体又是工艺要求很高的精密偶件。长期以来喷油器的主要问题是工作可靠性差,使用寿命短,成为柴油机喷油系统最薄弱的环节。本文全面地分析了针阀偶件各主要部位的磨损机理及其对喷油器工作可靠性的影响。研究指出,不但喷油器滴漏、喷雾不良等故障与针阀偶件的磨损直接有关,而且喷孔积炭和针阀卡死的重要原因之一也是由于针阀偶件磨损所导致的结果。并在此基础上提出了减少磨损、提高喷油器工作可靠性的方法和途径。