射流流量计的仿真与试验研究

以流场仿真为基础,设计射流流量计内部流道结构,研究射流流量计内部流场的速度分布和压力分布,并研究射流附壁诱发流体交替振荡的机理,提出主射流的偏转过程实际上是两个共同作用于主射流的涡流强弱交替的过程。在此基础上,以仿真模型优化射流流量计,通过试验验证射流振荡的效果以及管道流速与流体振动频率之间的特性关系。并设计出计量范围0．55～6．50 m／s(气体介质)、精度等级高于2级的射流传感器,为射流流量计的结构改进和优化设计提供了有效的途径。     

射流流量计的原理及发展

本文介绍了射流流量计的原理及最近研究进展，讲叙了射流流量计与涡街流量计相比的特点。     

脉冲液体射流泵压力特性的试验研究

分别运用脉冲射流和恒定射流对液体射流泵内的压力特性进行了试验研究,分析了液体射流泵内的压力变化特性及其对射流泵性能的影响。结果表明,脉冲液体射流泵的压力特性及其性能优于恒定液体射流泵的压力特性及其性能,验证了脉冲射流是提高液体射流泵性能的有效途径。研究结果为深入研究脉冲液体射流泵的基本性能提供了依据。     

内射流对离心泵进口流场及压力脉动影响

为探究内射流对离心泵进口流场及压力脉动的影响,本文以一台有内射流循环回路的模型泵为研究对象,采用数值方法对泵全流道进行定常和非定常计算。结果表明:无内射流时泵性能模拟与实验值基本吻合,设计点扬程误差在1%以内;有内射流时泵扬程略有下降,效率最大下降1.8%。内射流流量与射流孔轴向平均速度随流量增加而减小。内射流对泵进口流场影响显著,其存在使得进口段轴向速度、压力、涡量及湍流强度均发生变化。小流量时内射流对进口流场的影响范围更大。距射流孔越远,轴向速度梯度越小。进口段内射流流场呈周期性变化,压力脉动频谱图中存在的低频信号f=9.13 Hz为内射流轴向速度场周期变化频率。     

小流量射流流量计的数值模拟与设计

射流流量计是一种测量下限极低,无机械可动部件,且不受恶劣环境影响的振荡式流量计,能够较好地解决小流量测量问题,应用前景广阔。但是现有的射流流量计的测量下限比理论值高很多,且缺乏完整的结构参数设计和性能优化设计准则的指导,限制了其应用价值。文中以气体小流量射流振荡器为研究对象,采用理论研究、仿真分析和实验验证相结合的研究方法,研制出一种适合于测量气体小流量的射流流量计。     

高压射流对42CrMo钢车削断屑性能的实验研究

为了探究高压射流压力在车削42CrMo钢时对断屑性能和切屑形态的影响,采用了四组压力进行车削实验(20bar, 40bar, 60bar, 80bar),对切屑的宏观长度、刀—屑接触长度、切屑表面形貌和切削力进行观测。相较于切削液溢流冷却,四组压力下的高压射流冷却均得到宏观长度更短、卷曲半径更小、内表面质量更优的螺旋状切屑;随着射流压力的提高,切屑尺寸和切屑卷曲半径均呈现减小的趋势;射流压力为40bar时切削力最小,同时获得了质量最好的切屑内表面。     

直旋混合射流破岩钻孔参数试验研究

直旋混合射流是由通过喷嘴叶轮中心孔的直射流和叶轮加旋槽产生的旋转射流经混合段混合而成的一种新型高效射流,它综合了旋转射流破岩面积大和直射流破岩深度大的优点.试验研究了叶轮中心孔直径、混合段长度、扩展腔扩展角、喷距和压力等5个主要参数对直旋混合射流破岩效果的影响规律.结果表明,叶轮中心孔直径为2mm、混合段长度为8mm、扩展腔扩展角为60°的喷嘴产生的射流具有较强的破岩能力;试验条件下,直旋混合射流破岩最优喷距约为喷嘴出口直径的6倍;增大射流压力可以大幅提高直旋混合射流的破岩体积.     

三相磨料射流切割试验研究

为了研究三相磨料射流切割加工的工艺参数对加工效果的影响以及对加工机理的解释,运用喷嘴直径为0．3mm的前混合三相磨料射流系统对Q235钢板和普通玻璃进行了切割加工试验,加工的工艺参数包括气体压力和靶距。对Q235钢板进行了针对靶距和气体压力的单因素试验,发现气体压力对材料的去除量影响很大,气体压力越大,去除量越大;靶距越大,去除量越小,但是变化比较缓慢。气体压力和靶距之间的交互作用很微弱。通过试验数据建立了金属去除量和驱动气体压力的数学模型,对三相磨科射流切割加工技术应用有参考意义和实用价值。     

偏导射流阀前置级流场特征参数的仿真计算

根据偏导射流阀前置级的结构以及内部油液的流动特性,将前置级射流过程分为两个阶段。采用标准k-e模型对前置级流场进行了两相流二维数值计算,对两次射流过程中油液的流动形态以及流场压力和速度分布特点展开研究。分析得出,初次射流为自由紊动射流,二次射流为冲击射流,并发现在偏转板处于中位时两接收腔外侧圆弧拐角低压区处出现空化现象。偏导射流阀实际工作过程中偏转板会发生偏移,因此,建立了不同偏移量下的仿真模型,分析了不同偏移量下流场信息的变化规律,获得了前置级流场的压力云图以及对应的速度矢量图。利用仿真结果中两接收腔压力值和V形槽两侧壁静态压力数据,分别计算出了前置级流场的压力增益和液动力的大小。为偏导射流阀基础特性的深入分析奠定了基础,并对该类阀设计的改进和优化具有理论指导意义。     

户用射流热量表流量测量特性的研究

文章对基于恒磁励磁电磁检测方法的户用新型射流热量表流量传感器的结构原理、主要技术特征、流量测量特性,以及传感与信号处理技术等内容作了较为详细地描述、分析与研究;对涉及射流流量传感器关键核心技术的小流量测量特性,在理论和实验基础上提出了改进的见解与方法;经射流热量表及射流水表产品的批量生产验证,证明了改进小流量特性的见解与方法的有效性。     

偏转板射流阀压力特性数值模拟分析

运用CFD软件对某型号偏转板射流阀内部不同阀口参数组合下的压力特性进行数值计算和分析,得出偏转板射流阀输出压力特性随不同阀口结构参数组合的变化规律。计算发现： 供油压力为4 MPa 时,λ1≈0.6,1.5≤λ2≤2,1≤λ3≤1.5组合下偏转板射流阀输出压力增益较大,输出压力特性曲线与偏转板位移成线性关系,研究结果可为偏转板射流伺服阀的工程设计和优化提供理论依据与参考。     

磨料气射流预处理的射流模拟与分析

气射流的射流束特征与预处理效果密切相关,而喷射压力是影响射流束特征的主要因素.为确定合适的喷射压力,建立气相流场三维模型,对气射流进行仿真模拟,研究不同喷射压力下气相流场的分布情况和磨粒的运动规律.实验结果表明,当喷射压力为0.3 MPa时,对CFRP进行首次涂装表面预处理能满足涂装要求.     

宽范围面积比下液气射流泵性能试验

结合液气射流泵的工作特点,介绍了其不同的应用场合时对泵具有不同的性能要求。以喉管/喷嘴面积比m为主要研究参数,在喉管长度固定情况下,对15种面积比(1.1025～110.25)单级液气射流泵工作性能进行了试验研究,结果显示面积比大小具有一定范围使泵正常工作,小面积比的液气射流泵可以得到较大的压力比,大面积比情况下可以得到较大的液气比。对于本文试验中给定的供水离心泵扬程大小和液气射流泵模型,以液气射流泵效率最高为衡量,存在最优面积比使泵效率最高,且该值与Cunningham经验公式变换后的计算值一致,同时试验得到小面积比情况下(m<4.41)合适的工作水压力值。试验结果为液气射流泵的工业应用提供依据。     

冰粒气射流喷丸喷头流场数值模拟

基于射流的湍动特性,应用FLUENT对冰粒气射流喷头内流进行数值模拟。分析了射流压力对内流连续相轴向速度和轴向动压强及射流压力和粒径对弹丸轴向速度的影响。结果表明,当射流压力增大时,气体喷嘴出口处和弹丸喷嘴出口处的轴向动压强也随着增大;当射流压力增大时,气体喷嘴出口处和弹丸喷嘴出口处的轴向速度也随着增大;粒子速度随着射流压力的增大呈现先增大后减小的趋势,随着粒径的增大呈现减小的趋势,但最大值均出现在磨料喷嘴出口处。     

电液压脉冲射流出口压力极值的计算

建立了一组较切合实际的确定射流出口后任一位置压力的数学模型,计算出射流出口压力的极值,为电液压脉冲射流枝术的生产应用提供了一种有效的计算方法。     

环形水气自振射流泵基本性能及频率数值分析

针对水气两相射流泵传能效率较低,吸气残压过大的问题,结合环形射流和自激振荡射流的优点,提出环形水气自激振荡脉冲射流的概念。以环形射流理论为基础,推导了混合相界面上的连续性方程和动量方程。采用Realizable k-ε紊流模型和欧拉多相流模型对环形水气自激振荡脉冲射流流场分别进行了定常和非定常数值模拟。计算了环形水气自激振荡射流泵的流量比q、压力比h和效率η等性能参数。对下喷嘴处的流体平均速度进行了非定常模拟计算。对下喷嘴处混合相瞬时速度脉冲进行了频率分析。与普通环形水气射流相比,环形自激振荡射流对气体的卷吸作用能力得到增强,且下喷嘴处的混合相瞬时速度值具有显著的脉冲主频。     

自振射流频率特性的试验研究

淹没条件下自振射流的频率特性决定着射流的打击效果,而获取射流的压力脉动信号对研究自振射流频率特性至关重要。射流的压力信号通常借助于冲蚀试验和标靶打击试验来间接获得,这里采用喷嘴腔内压力信号提取方法对自振射流频率特性进行试验研究。通过比对分析证明,直接采集腔内压力信号可以有效获取自振射流的频谱特征。与标靶打击试验相比,该方法受随机扰动少,频谱清晰,更有利于自振射流特征频率的提取。在此基础上,通过频谱分析得到自振射流的共振频率,并研究来流参数对自振射流频率特性的影响。试验结果显示,自振射流的共振频率并非是对来流扰动频率的直接放大,且受来流扰动的影响很小。来流速度对自振射流共振频率的影响较大,随着来流速度的增加,自振射流的共振频率及其对应的幅值均显著增加。这表明适当加大来流速度可以有效地改善自振射流的振荡特性。     

基于射流机理的泥浆罐清洗工艺参数研究

针对传统钻井泥浆罐清洗采用人工进罐作业,存在安全隐患及效率低等问题,结合泥浆罐结构和罐内油泥沉积特点,从泥浆罐清洗工艺出发,分析“以油洗油”射流方式对罐内油泥冲击、破碎和溶解的清洗机理,开展射流轨迹模型、喷枪清洗模式、射流打击力等研究。结果表明,当射流压力为0.7 MPa、流量为500 L/min、喷嘴出口直径为18 mm时,以白油为射流清洗介质,当靶距为8 m时,射流打击力为213 N,所研制的三维旋转喷枪完全满足典型钻井泥浆罐清洗作业要求。同时,三维旋转喷枪设置有罐底和罐壁2种分区清洗模式,通过清洗模式的切换,实现泥浆罐全方位清洗。研究结果可为泥浆站钻井泥浆罐安全、高效、自动化清洗提供参考。     

纯水射流冲击性能的CFD建模与仿真分析

分析了超高压纯水射流剥离冲击机理,提出了一种超高压纯水射流冲击的流体模拟方法,建立了纯水射流冲击的数学模型,模拟了纯水射流冲击速度场.试验与仿真对比表明:仿真模型可靠.射流压力仿真分析表明:射流冲击产生一个能量大且集中的速度核,具有较大的冲击能力,射流压力对射流冲击性能影响较大.     

用于水力振荡解堵器的射流元件设计

将射流元件用于水力振荡器可以满足油井解堵对压力振荡幅度和频率的要求。主要介绍了射流元件的附壁切换原理和振荡解堵器的工作原理。详细阐述了射流元件的主要结构,以及喷嘴、控制道、位差、张角、劈尖、排空道和输出道的尺寸、方位等的设计方法,简要解释了各参数的概念及其对射流元件性能的影响。