Numerical simulation on liquid jet behavior issued into still air

Numerical simulations have been conducted to clarify the effects of turbulence, in the onset of protrusions on liquid jet surfaces. The turbulences in the liquid jet were simulated by the Rankin vortices. The liquid jet surface was tracked numerically by the VOF method. From numerical simulations, the protrusions on the liquid jet surface are induced by the vortices in the liquid, whose rotational direction decelerates the jet surface. Despite the distance between vortices, the displacement of the liquid jet surface from the initial surface location increases linearly, in time, at almost the same growth rate. In the initial region, the growth rate of the displacement increases as the major semiaxis‐to‐minor semiaxis ratio of the ellipsoidal vortex increases. The initial growth rate of displacement is almost proportional to the vortex intensity. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res, 32(2): 141–152, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/htj.10078     

Y型喷嘴液膜随机破碎模型研究

采用Monte—Carlo法，综合考虑Y型喷嘴液膜破碎过程中表面扰动波长、液膜厚度及初始雾化液滴速度等分布的随机性，结合混合孔内气、液两相流动及二阶段雾化模型，建立Y型喷嘴雾化液滴粒度分布模型。利用FAM型激光粒度仪对实验喷嘴的雾化特性进行测试，测量结果与模型预测结果吻合较好。     

空冷器用高压水清洗与雾化降温系统集成设计与开发

高压水清洗系统和喷淋降温系统分别是春季保持空冷器翅片表面清洁和夏季保证空冷器在高温下正常运行的2个重要辅助系统。针对喷淋系统的缺点研究了高压射流雾化技术,通过试验论证了高压水清洗与雾化降温系统集成的可行性和合理性。根据设计思路开发的集成系统已在山西某项目获得应用并取得了良好的使用效果,此高压水清洗与雾化降温集成系统中高压水发生装置及介质输送管路共用,产生的高压水射流雾化颗粒可达到60μm,夏季降温效果较传统喷淋降温效果大幅提升,水资源的利用率得到极大提高,系统性价比更高。     

高坝泄洪雾化工程防护措施研究进展

高坝泄洪形成的雾化现象对枢纽下游建筑物运行、两侧岸坡稳定及生态环境可能造成危害,严重时可危及枢纽本身安全。伴随着系列原型观测、数学模型及物理模型试验等形成的雾雨强度预测技术的发展,泄洪雾化工程防护由被动的雾化—破坏—修复逐渐演变为在预测雨强及其范围基础上进行工程防护,并逐步与消能建筑物、高边坡的分区、分段防护相结合。通过对系列工程雾化防护措施调研,对高坝泄洪雾化工程防护相关研究成果进行归纳总结,认为不同防护材料在不同雨强的破坏特性及雾化对生态环境的影响是今后泄洪雾化工程防护措施研究的重要方向。     

泄洪雾化研究进展综述

高坝工程泄洪形成的泄洪雾化现象对水利枢纽的正常运行、交通安全、周围环境甚至下游岸坡稳定均可能造成危害。通过全面细致的文献调研,对我国泄洪雾化相关的研究进展进行了归纳总结,梳理了对泄洪雾化危害的认识过程,总结了对泄洪雾化形成过程的逐步了解,对比了不同模型试验和数值分析的研究成果。在对当前研究现状的认识基础上,指出今后泄洪雾化相关研究工作的开展应该注重测量技术的改进,以获得更详尽的原型和模型观测资料。此外,对泄洪雾化雾源特性的研究是今后研究的一个重要方向。     

含碳颗粒的凝胶推进剂雾化特性实验研究

固体含能颗粒对提高凝胶推进剂的能量特性具有重要作用,是凝胶推进剂的重要组成部分。雾化问题是凝胶推进技术的关键问题之一,为了研究添加固体含能颗粒对凝胶推进剂雾化的影响,选择碳颗粒作为固体添加剂,开展了含碳颗粒凝胶推进剂雾化的实验研究。制备了3种不同含碳颗粒凝胶推进剂模拟液,并对它们的流变和触变特性进行了测量;分析了不同射流速度、不同撞击角度下的雾化场特点和形成机理,以及撞击速度对雾化模式,撞击角度对雾化场基本形状,碳颗粒质量分数、平均粒径等因素对模拟液流变特性和雾化效果的影响;提出了一种基于尺度不变特征变换关键点匹配的雾化场速度计算方法,定量分析了含碳颗粒凝胶推进剂的雾化场速度;以雾化场速度分析为基础提出了一种新的液膜厚度估算方法。研究结果表明：雾化效果随着射流速度和撞击角度的增大而显著改善;碳颗粒的添加对雾化效果有着重要影响,雾化效果随着碳颗粒质量分数的增大而降低,适当增大碳颗粒的粒径可以改善雾化效果;雾化场平均速度与射流速度的比值v_a/v_j可以用于表征雾化效果,v_a/v_j越小,能量转换效率越高,雾化效果越好。     

对撞式喷嘴在模拟燃烧室内喷雾特性研究

为了研究对撞式喷嘴在燃烧室内的喷雾特性,采用三维相位多普勒粒子动态分析仪(PDA),测量了模拟燃烧室内对撞式喷嘴喷雾场参数的空间分布,分析了不同喷雾压力下雾化液滴的平均直径、轴向速度和径向速度的变化规律。结果表明:喷雾压力越大,液滴平均直径D30越小,正态分布特征越明显;随着喷雾向下游发展,液滴轴向速度分布向小速度偏移,喷雾压力越大,距离喷嘴较远的截面上,轴向速度损失越小;距离喷嘴越远,雾化液滴径向速度的数目分布越趋向某一狭窄速度段,且喷雾压力越大,这种分布特征越明显。     

凝胶汽油双股撞击式雾化速度场实验研究

为研究凝胶剂含量、撞击角以及喷射压力等参数对凝胶汽油双股撞击式雾化速度场的影响,实验室制备了凝胶剂含量分别为4%和5%的QNJ-4、QNJ-5凝胶汽油样品。利用旋转式流变仪分别对QNJ-4、QNJ-5凝胶汽油的表观粘度进行了测量,并拟合了反映其表观粘度变化的幂率公式。采用粒子图像速度仪测量了撞击角θ分别为60°、75°、90°、105°和120°,喷射压力p为0.5 MPa、 0.75 MPa、1.0 MPa和1.25 MPa条件下双股撞击式雾化流场的速度分布。结果表明：凝胶剂含量越高,反映凝胶汽油表观粘度变化的幂率公式中,粘度系数k越大,流动指数n越小;凝胶剂含量越高,凝胶汽油撞击雾化后的液滴速度越小;在撞击点下游,中心轴线上的液滴速度v_l沿轴线呈总体下降的趋势,但由于撞击点产生的不稳定波的作用,液滴速度v_l会出现波动;随着撞击角的不断增大,凝胶液滴的核心速度v_c不断减小,但在撞击角为105°会出现暂时增大;随着喷射压力的增大,凝胶汽油雾化后的核心速度v_c不断增大,但增大幅度越来越小。     

供液流量对射流雾化冷却性能的影响关系

针对射流雾化冷却技术的散热机理,从理论和测试实验方面分析供液流量对射流雾化冷却技术散热性能影响关系.在理论方面,分析得供液流量大小会影响到芯片的临界热流密度和散热效率.在测试实验方面,以芯片的表面温度作为衡量射流雾化冷却散热性能的评价依据,通过改变流量大小分析其对射流雾化冷却的影响.     

Hydriding behavior in Zr-based AB2 alloy by gas atomization process

The hydriding characteristics of Zr-based AB₂ alloy produced by gas atomization have been investigated during its absorption–desorption reaction with hydrogen gas. Its gas-phase hydrogenation properties are different from those of specimens prepared by conventional methods. For the particle morphology of the as-cast and gas-atomized powders, it can be seen that the mechanically crushed powders are irregular, while the atomized powder particles are spherical. In PCT (Pressure–Composition–Temperature) measurements, for the gas-atomized particles smaller than 50 μm, the hydrogen storage capacity is dramatically decreased and the hysteresis loop becomes larger than that of the gas-atomized particles larger than 50 μm. In addition, the increase of jet pressure of gas atomization results in the decrease of hydrogen storage capacity and the slope of plateau pressure significantly increases. TEM and EDS studies showed the increase of jet pressure in the atomization process accelerated the phase separation within grain of the gas-atomized alloy, which brought about a poor hydrogenation property. In the measurements of hydrogen absorption–desorption kinetics, the improvement of desorption kinetics of gas-atomized AB₂ alloys was mainly caused by the higher plateau pressure, which is attributed to the smaller grain size and higher site energy for hydrogen in the gas-atomized alloys.