喷嘴结构对高压射流特性影响研究

自20世纪70年代以来,高压水射流技术已在各工业领域逐渐得到了广泛应用,但迄今仍未能大规模采用,原因是还存在一些有待解决的问题,其中最为迫切的就是如何提高喷嘴射流效率、充分利用其能量的问题。喷嘴是水射流技术应用中获得高能量利用率的关键因素之一,其结构好坏直接影响射流质量。为充分发挥喷嘴最大效率,最大限度地利用水力能量,国内外有关专家从理论分析、数值计算和实验研究3个方面对喷嘴结构与高压射流特性的关系进行了研究分析,结果表明喷嘴结构对射流流动特性、冲蚀性能、空化现象等产生重要影响,指出提高喷嘴效率应当着眼于以下几个方面:加强基础研究;改变射流作用方式、将连续射流调制成脉动射流;充分利用空化空泡破裂压力,研制开发优质喷嘴,以期对拓宽水射流技术在工业中的应用有所帮助。     

三峡电站排沙孔工作门区及通气管道空化特性研究

针对三峡电站排沙孔工作门区及通气管道设计体型,通过减压模型试验研究了通气孔分流对高流速有压泄水段空化特性的影响。成果表明:在通气孔节制阀全开时,通气孔底部出口区会产生强烈的蒸汽型空化,而节制阀区无蒸汽型空化发生;在通气孔节制阀半开或全关时,上述两部位的空化强度大大降低,基本上无空蚀破坏的危险性。为保证高流速有压泄水建筑物安全可靠的运行,工程上要避免该部位出现分流设计。     

高水平头板闸门水力特性研究

结合三峡电站排沙底孔工作平板闸门进行了高水头闸门水力特性试验研究。内容包括在开心启过程中，闸门底缘后洲涡水流剪切空化引起的闸门空蚀、振动及通气减蚀措施；闸门总体及最佳体型；闸门位置及底缘合理形式；加折流器衣闸室区水流脉动特性。提出了防止门空蚀及振动的具体措施，为高水头闸门结构设计提供科学依据。     

水力空化场苯-甲醇低温烷基化制备二甲苯

基于文丘里型空化管的水力空化场强化,苯与甲醇在低温下进行烷基化反应;采用气相色谱 质谱联用分析反应产物,考察反应条件对反应效果的影响,并根据产物分布,推测并验证了反应历程。结果表明：在水力空化条件下,苯与甲醇在低温下发生了烷基化反应,其主要反应产物为甲苯、二甲苯和乙苯。最佳反应条件为：空化管入口压力0.4 MPa,反应终温40 ℃,苯摩尔分数20%,时间40 min。该反应历程为：在水力空化场强化下,苯与甲醇解离生成·C₆H₅、·H、·CH₃和·OH,继而·C₆H₅与·CH₃和·H发生自由基串联反应,依次生成烷基苯和烷基环烷烃,·OH与·C₆H₅或·H发生自由基反应,分别生成苯酚或水。     

二滩水电站1号泄洪洞4号掺气坎下游底板局部破坏修复设计研究

对二滩水电站1号泄洪洞4号掺气坎下游底板局部破坏段的破坏形式进行分析研究,对其破坏原因作深入的剖析,提出了相应的修复方案。实际应用情况表明,1号泄洪洞4号掺气坎下游破坏区修复后运行良好。     

利用水力脉冲空化射流复合钻井技术提高钻速

水力脉冲空化射流复合钻井技术是指在复合钻井过程中将水力脉冲空化射流发生器安装于钻头与螺杆钻具之间的一种新组合钻井方式,可以综合利用机械能量及水力能量来提高钻速。水力脉冲空化射流复合钻井的提速机理是:将常规复合钻井的高转速破岩与水力脉冲空化射流的有效清岩相结合,从而提高钻速。分析了在新疆英买、轮南区块4口井水力脉冲空化射流复合钻井的现场试验,结果表明水力脉冲空化射流复合钻井比常规复合钻井钻速平均提高12.67%,比常规钻具结构钻井钻速提高26.2%～55.36%,该技术具有较大的推广应用价值。     

航行体有攻角出水全过程数值模拟

水下航行体高速出水时,空泡溃灭会产生较大的弯矩载荷,是其结构强度的主要设计依据.本文基于计算流体方法与结构动力学方法的单向耦合,建立了航行体有攻角出水全过程数值模拟方法,并针对抽象的典型工况进行了较大规模的并行计算,最终得到了航行体关键截面的全时程载荷响应.进一步通过分析航行体空泡形状和表面压力的演化特征,解释了航行体出水载荷的直接形成原因.     

发动机喷嘴空化特性研究进展

在综述国内外研究发动机喷嘴的空化成因的基础上,系统报道了空化的影响与作用机理,以及研究空化的方法。提出了空化研究的数值模拟应考虑发动机实际工况时高温的影响,强调应该加强喷嘴的气蚀磨损和空化程度的最优化技术研究。同时,应该强化研究代用燃料的空化机理、影响特性和气蚀磨损机理,为发动机可代用清洁燃料的应用打下基础。