平口喷嘴的真空射流雾化模拟分析

基于breakup和collsin液滴破碎模型采用Fluent和Gambit软件对平口喷嘴的真空射流雾化进行了模拟,研究了环境压力、喷射压力和喷嘴直径等参数对射流雾化结构和液滴索特平均直径(Sauter mean diameter,SMD)的影响.结果表明:①随着环境压力的降低,喷射束宽度减小,射流贯穿距离和SMD增加.当环境压力小于0.01 MPa时,各雾化性能参数的变化幅度减小;②环境压力和喷嘴直径一定,随着喷射压力的增加,喷射束宽度呈先快速后缓慢增加的趋势,而射流贯穿距离近似线性增加,SMD值变化不明显;③喷嘴直径越小,喷射束宽度和射流贯穿距离越大,SMD值越小,射流雾化效果越好,更易制备出光滑致密的聚合物薄膜.     

射流抛光喷嘴的设计

喷嘴的结构和造型决定了冲击射流的动力特性和壁面流动特性,对抛光效果有很大影响.本文提出采用锥柱型喷嘴进行射流抛光能获得较好的射流特性.分析了射流抛光过程对射流特性的要求,提出了射流抛光喷嘴的设计原则,研究了不同几何造型喷嘴的射流特性,对射流喷嘴的不同结构和几何参数对射流特性的影响进行了仿真,模拟结果表明收缩角为13°、长径比为4的锥柱型喷嘴,其射流出口断面流速分布均匀、紊动强度低和磨粒浓度分布均匀,最适合应用于射流抛光.     

低出口压力下喷嘴内部空化流动模拟分析

采用Ansys Fluer软件并基于Schnert与Sauer空化模型,对出口压力小于10 Pa平口喷嘴内部的空化流动进行了模拟,研究了喷射压力和喷嘴直径对喷嘴内部蒸汽体积和湍动能分布的影响.结果表明,高喷射压力(10 MPa)对喷嘴内部蒸汽体积的作用减弱,喷射压力为10 MPa时,喷嘴出口径向上的蒸汽体积大于其它喷射压力下的蒸汽体积,可获得较好的空化效果;喷嘴内的湍动能随喷射压力的增加而增加;喷嘴直径对喷嘴内部的空化流动有很大的影响,喷嘴直径越小所产生的空化流动越强烈,对比其它直径的喷嘴,直径为0.1mm的喷嘴在出口处的蒸汽体积和湍动能较大,有助于雾化质量的提高.     

旋进射流喷嘴的频率及流场特性研究

在圆筒套管内设置一块孔板构成旋进射流喷嘴，由此获得持续稳定的旋进射流，研究了喷嘴最优的结构参数。用热线风速仪测量出口射流的速度并进行功率谱分析，得到旋进射流的频率及流场特性。研究表明，旋进射流具有较高的紊流强度，速度场沿径向的分布趋向平缓，其进动频率随流量增大而加快，喷嘴的尺寸和结构对射流进动有影响。     

用于石油钻井磨料射流喷嘴的研制

为进一步提高石油钻井磨料射流喷嘴寿命,以自制含有晶粒长大抑制剂的WC-6Co纳米复合粉为原料,采用模压及真空烧结试制了一种磨料射流喷嘴,用扫描电镜观察其组织形貌,并进行硬度和密度的测量.结果表明:试制的WC-6Co硬质合金喷嘴组织均匀,断口平整光滑,WC晶粒细小,平均晶粒尺寸约1.5μm;其硬度为HRA90.7,密度为14.79 g/cm3,接近国外同类产品,有广泛应用推广价值.     

射流齿形喷嘴射流流场与气动声学分析

在低马赫数0.12条件下分析对比射流齿形喷嘴与锯齿形尾缘喷嘴湍流流场及声场,通过流场的数值计算与声场的实验测量,根据计算流体力学与气动声学,分析两者流场的湍流特性及远场噪声频谱特点。结果表明,射流齿形速度不高于主流、且对主流倾角较大时的降噪效果较好。与机械锯齿相比,射流齿形对低频噪声的降低幅度不及机械锯齿,但是它起降噪作用的频谱范围较广,对高频噪声的增强也较少。射流齿形相对机械锯齿来说是一种主动控制方式,有着许多优点,可以根据需要调节自身参数,在不需要降噪时关闭。     

旋进射流流动的大涡模拟

分析了基于流体附壁效应而自激产生的旋进射流的流动特征,采用大涡模拟(LES)方法研究了射流喷嘴内部的流场.数值模拟得到了流场的速度分布和压力分布,比较了膨胀比、长径比等喷嘴结构参数以及雷诺数对旋进射流流动的影响.数值模拟表明旋进射流的轴向流动速度衰减得很快,流场中存在明显的旋流、附壁效应和反向回流现象,所得到的结果与已有的分析结论基本吻合.     

车载真空厕所空气射流器性能的数值模拟

空气射流真空器是长途客车车载真空厕所的动力源,具有一定压力的压缩空气通过该射流器将产生抽吸便器内污水所需的负压。利用FLUENT软件对其内部流场进行非稳态数值模拟,分析了在一定工况条件下,面积比、喷嘴距、等截面混合室长、扩散段锥角以及喷嘴喉部长、喷嘴收缩段长、喷嘴扩散段长对接收室内残余压力的影响,为此类真空射流器的设计提供了一定的理论支持。     

喷嘴流量计与真空滴管流量计的研究

本文对机械真空泵测试中常用的几种流量计进行了讨论,尤其对喷嘴流量计从测量原理上进行了探讨,研究了减少测量误差的措施.着重对滴管流量计量程向小流量方向拓展进行了深入的研究,提出了真空滴管式流量计的设想,完善了结构设置和操作规程,总结了真空滴管式流量计的特点.     

射流式水冷散热器关键参数对性能影响的模拟研究

目前传统的风冷散热技术已无法满足高热流密度电子器件的散热需求,液冷散热技术已成为目前的研究热点。射流式水冷散热器作为液冷散热技术的一种,主要通过喷嘴将流体工质喷射到固体表面来达到散热目的。本文研究了射流式水冷散热的主要参数（喷射面积比、喷嘴数量、有无微通道）对散热器性能的影响,模拟结果表明：该散热器的最佳喷射面积比为0.14,此时散热器底板平均温度为55.8 ℃,压力损失为5.35 kPa,努塞尔数和传热系数分别为28.1和3.45 kW/ (m2·K) ;最佳的喷嘴数量为4,此时散热器底板平均温度最低,为51.4 ℃,压力损失为5.52 kPa,努塞尔数和传热系数达到最高值,分别为35.2和4.33 kW/ (m2·K),并有效的消除了局部热点;微通道的增加微通道的增加使散热器整体换热性能显著增强,平均温度降低 3 ~ 6 ℃ ,当喷嘴数量为 4 时,布置微通道可使努塞尔数由 35. 2 升至 43. 3,传热系数由 4. 33 kW/ (m2·K)增至 5. 32 kW/ (m2·K),但压力损失略微上升(约 升高 20~ 60 Pa)。     

Inflow of a liquid jet vacuum seal

The possibility of the vacuum filling of the transfer opening of a seal by a jet of liquid in the form of a thin film is investigated. The seal is intended for enabling a high-power electron beam to emerge into the atmosphere.Translated from Inzhenerno-Fizicheskii Zhurnal, Vol. 36, No. 6, pp. 1040–1043, June, 1979.     

Study of the jet flow field of vacuum spray process

In this work, we study the velocity and turbulence distribution of the cone nozzle jet flow field into a vacuum chamber under different nozzle diameters and injection pressures. The simulations are carried out with using the software based on the volume of fluid method, the standard k-ε turbulence model and pressure implicit with splitting of operator arithmetic. It is found that for injection pressure lower than 10 MPa, the spray penetration increases with the increase of injection pressure. However, for injection pressure higher than 10 MPa, the spray penetration tends to reduce progressively. Moreover, the distribution of velocity and turbulence become worse than that of the spray jets with injection pressure lower than 10 MPa. The potential core, spray penetration and diffusion zone of the spray jet increase with the increase of the nozzle diameter. Furthermore, without considering the solubility of the target polymer materials, acetone solvent shows better jet flow distribution in comparison with that of chloroform and carbon tetrachloride.     

The mechanism of liquid metal jet formation in the cathode spot of vacuum arc discharge

We have theoretically studied the dynamics of molten metal during crater formation in the cathode spot of vacuum arc discharge. At the initial stage, a liquid-metal ridge is formed around the crater. This process has been numerically simulated in the framework of the two-dimensional axisymmetric heat and mass transfer problem in the approximation of viscous incompressible liquid. At a more developed stage, the motion of liquid metal loses axial symmetry, which corresponds to a tendency toward jet formation. The development of azimuthal instabilities of the ridge is analyzed in terms of dispersion relations for surface waves. It is shown that maximum increments correspond to instability of the Rayleigh–Plateau type. Estimations of the time of formation of liquid metal jets and their probable number are obtained.

     

Post-deposition treatment effects on hydroxyapatite vacuum plasma spray coatings

The purpose of this work is to evaluate the effects of post-deposition heat treatments on high and low crystallinity hydroxyapatite coatings on Ti6Al4V alloy. HA layers were produced by the vacuum plasma spray (VPS) technique, and the desired degrees of crystallinity were obtained by changing the deposition parameters. An analysis of the mechanical properties of the coatings and their adhesion to the substrate has been done by shear strength test. X-ray diffraction analysis was used to detect the structure and the chemical components in which HA dissociates during the deposition process and heat treatments. The data obtained indicates that heat treatments can increase the crystallinity of HA, but they also introduce a mechanical degradation of the coatings. After heat treatments, it was also observed that a large amount of tetracalcium phosphate was formed.     

基于Fluent的气液两相流喷嘴内部流动特性仿真

目的探究气液两相流喷嘴内部流动特性及工作参数对流动特性的影响。方法测量得到气液两相流喷嘴的结构图,利用Fluent软件建立喷嘴模型,并选择流体体积(VOF)两相流模型和RNG(重整化群)k-?湍流模型,以常温状态下液态水和空气为研究介质,并以气压和液压为变量,进行多参数的流动特性分析,并引入气液比的概念。结果得到了不同时刻喷嘴内部的压力、速度及液相分布云图。其中最大压力为827 kPa,出现在出口段和进气段交叉的壁面上,由于喷嘴内部出现缩口,故出口段存在负压(?1.53 MPa);喷嘴内部最高速度出现在气液两相交汇处,为134 m/s;液相在最初迅速充满喷嘴后,逐渐与气相混合,最终出口段中心液相体积占比为0.543,混合情况良好。还得到了多参数对喷嘴内部压力、速度及液相分布的影响。结论使用软件仿真的方法得到了喷嘴内部的流动特性和多参数对流动特性的影响规律,并为进一步研究优化喷嘴结构及喷雾提供了建议和参考。     

UV固化喷墨红色油墨光引发体系的选择

针对红色颜料UV固化喷墨油墨所用光引发体系进行了详细研究.实验对不同单引发体系、复合引发体系以及引发剂的用量所引起固化时间与表观性能的变化进行了讨论,研究结果表明引发剂及含量的变化对固化时间的影响有较大差异.复合引发体系的固化时间、涂膜表面光泽度、铅笔硬度优于单引发体系,尤以Irgacure651/Irgacure819复合体系最明显.     

基于液氦温区测试高真空多层绝热性能的量热器设计

设计了一个用于测试液氦温区的多层绝热材料的量热器平台,对量热器进行了结构设计、力学分析和理论漏热计算以验证平台可靠性。力学分析的结果表明,量热器最大的位移变形量为0.16 mm,位于下保护胆底部封头;应力最大为49 MPa,位于液氮冷屏的顶部封头处。理论漏热计算的结果表明,当稳定测试时间为8 h时,所设计的容器容量均满足需求。基于力学分析和理论漏热计算的结果,得知所设计的量热器满足测试多层绝热性能的要求。     

水蒸汽喷射式真空泵CAD/CAPP集成系统的开发

介绍了水蒸汽喷射式真空泵CAD/CAPP集成系统总体结构,论述了尺寸设计CAD模块、CAPP模块和数据管理模块的主要功能,实现了从设计到制造工艺的全过程自动化.     

板栗真空爆壳机的水蒸汽喷射式真空系统设计

根据板栗真空爆壳工艺试验的研究及爆壳机对真空系统的工作要求,设计了水蒸汽喷射真空泵附设启动喷射泵的真空系统,并将喷射器乏汽用于爆壳过程的加热,使真空爆壳机具有运行稳定可靠,高效低耗等特点.     

液环泵喷射器性能的数值模拟研究及实验验证

本文应用CFX软件及k-ε湍流模型,实现了液环真空泵喷射器三维动传热的数值模拟.并分析喷射器内流场的压力分布、马赫数分布和温度分布,了解其内部的复杂流动,利用仿真结果计算出液环真空泵喷射器在不同压力下引射气体流量的变化,并与实验曲线进行对比验证,为优化喷射器结构,实现喷射器与液环真空泵的最佳匹配提供依据.