中心分级燃烧室同轴射流雾化机理与特性的数值研究

气液同轴射流雾化在先进航空发动机燃烧室中具有重要的应用。设计了同轴射流雾化简化模型,采用LES-VOF结合的方法,在2.7 MPa压力工况下对气液同轴射流雾化过程进行了数值模拟,探究了气流速度与供油压力扰动对射流雾化过程及特性的影响规律。研究发现:随着气流速度的增大,液体射流破碎加快,雾化索太尔平均直径显著减小,当气流速度增加至140 m/s后,其对液体射流雾化的影响减弱;供油压力扰动对射流雾化过程的影响较弱,当压力扰动幅值在供油压差的3%~5%之间时,液体射流的雾化效果改善。

高超声速气流中支板液体喷注的数值研究

斜爆轰发动机燃烧室爆轰燃烧是预混燃烧,发动机进气道燃料预混是斜爆轰发动机运行的前提和关键.现有研究多集中于气相燃料,针对更加接近工程实际的液体燃料研究较少.高超声速来流与液相作用伴随着更多流动物理过程,影响参数多,研究更为复杂.文章采用数值模拟手段,求解二维可压缩雷诺时均Navier-Stokes(RANS)方程,结合CLSVOF(coupled level set and volume of fluid)相界面捕捉方法.以高超声速横向来流与液相射流作用模型,系统研究了来流马赫数、液相射流角度和速度对液相燃料破碎、输运及混合的动力学行为的影响规律.在高超声速气流作用下,射流液柱受压力梯度影响向下游弯曲随气流运动,逐步呈现出液柱、连续液膜、液丝状、液块状和气液混合层5种液相演化形态.液相射流角度和速度对液相连续液膜特征和破碎距离有一定作用,进而对下游截面液相分布以及剪切层扰动造成影响.来流马赫数对压力梯度有一定作用,通过压力梯度对下游液相分布的纵向高度造成影响.综合参数分析,液相燃料射流穿透深度与总压损失成正比,改变射流角度是增加穿透深度、提升发动机性能更为有效的方式.

喷气涡流纺纱技术发展现状与理论研究进展

为提高喷气涡流纺纱成纱质量,阐述喷气涡流纺纱设备的革新历程,及导引体、涡流管、纺锭等喷嘴关键元器件设计优化进展;以麻纤维纱线、包芯纱、功能性纱线为例,介绍喷气涡流纺纱线产品开发要点及成果;详细分析喷气涡流纺喷嘴内气流流动特性,模拟纤维在气流场中的运动。指出:喷气涡流纺纱技术向速度更快、自动化程度更高、纱线品种更加多样的方向发展,但不同纤维原料成纱质量差距较大,应借助仿真模拟技术研究喷嘴内流场分布和纤维运动规律,掌握纤维加捻成纱的根本原理,同时加强喷嘴结构设计和工艺参数优选方面的研究。

响应面优化豆粕的湿法超微粉碎工艺

以豆粕作为原料,利用响应面法探讨球料比、豆粕浆液浓度以及搅拌器转速对豆粕颗粒粒度d(50)的影响,得出豆粕的湿法超微粉碎工艺参数为:球料比4(m/m),豆粕浆液浓度25%,搅拌器转速750r/min,球磨介质Φ10mm氧化锆球,在最佳工艺条件下颗粒d(50)为24.2μm,效果优于气流干法粉碎。

环形射流作用下吸气流动的研究

建立了环形射流作用下的吸气流动实验台 ,设计了带有产生旋转射流叶片的风口。测量了该吸气流动在不同工况下的临界射流速度、速度场分布、有效作用范围。利用回归的方法对临界射流速度的实验数据进行分析 ,得到其与吸气量、吹气口宽度、叶片数三个因素的关系表达式。用理论分析确定速度分布 ,并在其基础上计算有效作用范围 ,结果均与实验数据吻合得较好。

机掘工作面旋转射流屏蔽通风流场特性数值研究

旋转射流屏蔽通风是应用于机掘工作面中的一种新型通风方式。在理论分析的基础上,利用计算流体力学软件Fluent对这种通风方式下机掘工作面风流流场和有害物控制情况进行了数值模拟。结果表明:旋转射流屏蔽通风能在机掘工作面前方形成一旋转风幕,将掘进产生的粉尘阻隔在旋转风幕和掘进端头之间的有限空间内,并在吸口吸气流的作用下将其排出;在旋风流场和抽风筒吸气流的共同作用下,集尘-除尘装置风口前方巷道中心吸风口部位压力较周围压力低,从而使气流向抽风筒汇集,大大提高了吸风口的抽吸效果;旋转射流作用下的吸气流动轴线速度衰减较普通抽吸缓慢,提高了控制粉尘的能力,有利于远距离粉尘的捕集;旋转射流在巷道横断面上形成稳定旋风,使得工作面的粉尘和瓦斯被卷吸到巷道中心,并在巷道中心横向风共同作用下将粉尘和瓦斯带到吸风口附近,有利于吸气风筒对粉尘和瓦斯的捕集。

阵列式等离子体射流特性的研究

研究了大气压下阵列式等离子体射流特性,以实现和完善大气压下大面积的低温等离子体灭菌技术.采用MAXWELL 3D软件仿真及实验的手段,研究相关因素对各种阵列式等离子体射流特性的影响.包括在单管等离子体喷射中的一些基本影响因素(电压、气体流速等)和阵列式等离子体喷射实验中所特有的一些因素(气流均匀度、电极单元间距及电极布置方式).实验在大气压氦气环境下进行,然后通过专门研发的高频高压等离子体放电电源进行了介质阻挡放电.实验结果实现了大气压下阵列式等离子体喷射,证明了通过阵列式等离子体喷射方式来实现大面积等离子体灭菌技术的可行性.除此之外还得出了各种相关因素对阵列式等离子体射流特性的具体影响,用以完善阵列式等离子体射流技术,进行更大面积的灭菌处理.

基于LabVIEW的喷气织机气流压力测试系统

采用LabVIEW软件以及NIUSB6009数据采集卡等设备实现了喷气织机气流压力测试系统的数据采集和处理,研究了系统的硬件组成、工作过程以及软件设计方法,给出了系统人机界面图和框图程序.通过对喷气织机主喷嘴气流压力的测试,表明该系统运行可靠,操作方便,能满足测试精度要求.

喷气织机引纬筘槽内气流状态的测试分析

为了解辅助喷嘴的喷射区间长度、辅助喷嘴的喷向角、辅助喷嘴的供气压力等因素与引纬筘槽内气流流速的关系,采用毕托管,通过自行设计的测量装置对引纬筘槽内的气流速度进行测量,同时研究了不同供气条件下气流速度的变化情况。研究结果表明:引纬槽内的气流速度变化剧烈,并按辅助喷嘴间距周期性波动;供气压力过小时筘槽内气流速度无法达到引纬要求;在引纬槽的同一截面上,不同的测量点具有不同的速度,纬纱在不同测量点受到的作用力也不一样。

隔断或引射风流型矿用空气幕理论模型分析

利用Matlab语言,借助计算机绘制了隔断风流或引射风流型空气幕有效压力数学模型三维效果图。在其三维坐标系中分析了其空气幕引射风量Q与风机台数n、空气幕出口风速V_c、安装空气幕巷道的通风阻力△H、巷道风阻R、空气幕出口断面积S_c等之间的变化规律。并对空气幕隔断风流和引射风流的特性进行了试验研究,为矿用空气幕的实际应用提供了可靠的理论与技术指导。

汽车空调出风口气流均匀性对冷却性能的影响(英文)

采用计算流体力学(CFD)的方法,研究了汽车空调出风口处气流均匀性对冷却性能的影响及其原因。考虑了太阳辐射和人体散热对流场的影响,模拟了2种流量相同而均匀性不同的冷却气流对车室的降温过程。通过对比2种冷却气流的冷却时间、流场组织和温度分布情况,发现均匀性好的冷却气流对车室的冷却性能更好,而且更有利于改善人体热舒适性。结合淹没紊动射流理论,从流体力学的角度分析讨论了产生这种不同冷却效果的原因。

引信振动压电发电机气流致声激励特性研究

为满足引信振动压电发电机的驱动性能要求,解决激励能量关键问题,设计了一个环形喷嘴-共振腔结构的喷注发生器声源。应用计算流体动力学方法,通过仿真模拟解释喷注激发声波致共振腔振动特性;用试验所测的响应电压与仿真获得的共振腔底部声压对比。研究结果表明:共振腔内的声压和轴向质点速度随时间的变化曲线近似于正弦波,相位差为90°,说明了在共振腔内形成了驻波声场;共振腔底部声压幅值和频率较稳定,且幅值较大;压电片的开路响应电压频率与仿真声压频率很接近,从而验证了喷注发生器声源产生纯音的特征。因此,这种根据气流致振原理设计的无活动零件的喷注发生器声源,有利于提高引信振动压电发电机的激励能量。

解析法评价旋转气流对喷气涡流纱的加捻强度

在对喷嘴内部流场数值模拟的基础上通过解析法研究旋转气流对喷气涡流纱加捻的强度。研究结果表明:旋转气流对喷气涡流纱的加捻强度是喷孔数目、喷孔倾角、喷孔直径、喷嘴直径、空心锭外径、喷孔出口速度(即喷嘴气压)、空心锭入口与喷嘴入口间距、尾端自由端纤维倒伏空心锭上部的高度、纱线直径等的函数。喷孔出口速度增加,旋转气流加捻强度增强;加捻喷嘴直径减小,旋转气流加捻强度增大;空心锭入口与喷嘴入口间距增加,旋转气流加捻强度减小;空心锭外径增加,旋转气流加捻强度增加。数值计算结果表明解析模型的有效性。

合成射流对失速状态下翼型大分离流动控制的试验研究

为研究低速状态合成射流在抑制翼型气流分离和推迟失速方面的控制机理,开展了NACA0021翼型失速特性射流控制的风洞试验研究.通过系统性的模型测力、翼型瞬态流场粒子图像测速和边界层速度测定的对比试验,深入探索了合成射流各参数对翼型失速特性控制效果的影响规律.试验结果表明射流偏角在翼型升力和失速迎角控制方面的效果对射流动量系数较为敏感:当动量系数较大时,近切向射流的控制效果更好.射流动量系数为0.033时,偏角30?的射流使得翼型升力系数峰值提高23.56%,失速迎角增大5?;而动量系数较小时,偏角较大的射流能够获得最佳控制效果.射流动量系数为0.0026时,法向射流对翼型最大升力系数控制效果最好(提高9.2%).

基于Fluent薄带钢桶气体泄漏数值分析

目的探究钢桶气体泄漏的射流流场对桶身激励产生声发射信号的基本原理和特性。方法利用计算流体力学Fluent软件分析钢桶气体泄漏流场状态,介绍钢桶气体泄漏的射流模型及产生机理,利用计算流体力学有限元方法建立数学模型,建立钢桶泄漏的几何模型和边界条件,设置仿真分析的相关参数,得到不同内压、不同漏孔直径和多漏孔情况下的钢桶泄漏仿真结果,并讨论钢桶泄漏气流速度场、压力场等参数的分布情况。结果钢桶发生泄漏时的气流速度对声发射信号起主导作用,内压对气流速度影响较大,孔径和漏孔数量带来的影响较小。结论该分析为探讨钢桶的泄漏机理与声发射激励信号的检测提供了参考。

活塞风作用下地铁空调送风热环境特性实测分析

空调送风与活塞风相互耦合是地铁车站气流组织的主要特征,通过现场实测研究闭式系统站台层、站厅层典型喷口下各测点两股气流耦合的速度和温度变化特性,得到喷口各测点热环境随时间车况变化规律。其中站台层耦合气流速度波动幅度、平均温度和温度波动幅度明显大于站厅,速度最大波动幅度达129%。站台层耦合气流速度变化规律接近活塞风单独作用趋势,耦合气流温度介于活塞风和空调射流温度之间。引入地铁站台过渡区域热舒适指标RWI(RelativeWarmth Index)和HDR(Heat Deficit Rate),得到耦合气流作用下的舒适度略差于单独喷口送风,且站厅舒适度高于站台层。研究成果为地铁环控舒适和节能的设计运营提供参考。

除尘滤筒脉喷清灰技术研究进展与展望

滤筒清灰是除尘器运行的关键环节,以脉冲喷吹技术应用最为广泛,具有工艺简单、不中断风流等优点。近年来,脉喷清灰滤筒除尘器因技术优势市场份额逐渐增多,相关研究发展迅速。研究者运用理论分析、试验研究和数值模拟等手段对滤筒的脉喷清灰技术进行了广泛探讨,并取得了大量有益进展。阐述了除尘滤筒脉喷清灰技术的基本原理、尘饼附着作用和清灰效果评价方法,分析了影响清灰性能的主要因素,剖析了除尘滤筒脉喷清灰存在的主要问题,总结了提高清灰均匀性改进措施的最新进展,并展望了滤筒脉喷清灰的发展方向。研究表明:滤筒清灰机理的认识普遍采用喷吹压力理论并以筒壁所受静压为喷吹指标;清灰效果评价主要基于过滤阻力的变化和落尘质量;喷吹气流偏斜、清灰不均匀、剥离粉尘回吸是滤筒清灰面临的共性难题,其中清灰不均匀是当前研究焦点;改善滤筒清灰性能主要有喷嘴设计、文丘里管增设、滤筒结构优化、喷吹策略改进等措施,其中协同对撞喷吹突破了单一点源式喷吹的局限,克服清灰不良问题潜力较大。未来研究的重点为脉冲喷吹滤筒清灰机理分析、脉喷清灰结构设计与参数优化、尘饼剥离与运移规律分析、脉喷系统及其参数设计规范建立。研究成果可为促进除尘滤筒脉喷清灰技术的发展和工程应用提供参考。

喷气织机主喷嘴气流性能的测试与分析

在SX 1型喷气织机测试仪上 ,对常用的几种主喷嘴进行了淹没射流测试 ,揭示了主喷嘴射流压力衰减率与射流距离及喷嘴芯内径的关系 ,认为调节主喷嘴喷嘴芯的转角对主喷气流的压力、风速及对纬纱的牵引力影响不大 ,主喷嘴气流压力衰减率存在一个峰值 ,要慎重选择喷嘴芯的内径。

基于珠-杆模型的喷气涡流纺喷嘴气流场中的纤维运动规律

采用有限体积法对喷气涡流纺喷嘴中的高速气流场进行数值模拟,通过Fluent软件获得了喷嘴中气流场的流动特征,并对气流场中的纤维模型进行动力学分析,在此基础上建立纤维/气流力学模型,求解纤维运动方程,从而对纤维在涡流纺喷嘴气流场中的运动轨迹进行追踪.模拟结果表明:喷气涡流纺喷嘴内部气流呈中心对称分布,纤维在喷嘴内部呈波浪形运动,纤维尾端越靠近加捻室区域,其摆动越明显;当纤维全部进入空心管后摆动不明显.

幂律流体双股碰撞雾化特征的实验研究

为深入研究双股射流碰撞系统的雾化特性,基于双股射流碰撞雾化实验台,采用PIV测速仪,通过改变双股射流的射流不对称性、添加氮气气流扰动以及添加金属铝粒子,来实验探究上述因素对于幂律流体雾化的影响.实验结果表明:韦伯数较小时,幂律流体以一定偏心度碰撞会形成链状液膜,链结长度随偏心度增大而减小;当双股射流以不同长度撞击时,幂律流体会出现鱼骨模式,该现象在0.15%卡波姆凝胶中较为明显;添加气流扰动能增大幂律流体液膜表面波的强度,导致液膜宽度变薄、液膜边缘提前破裂,并且当韦伯数较小时,液滴索太尔平均直径减小;添加金属粒子使幂律流体强度变低,最大破碎长度变小,提前进入各个破碎模式,更早达到液滴平均直径收敛值.采用一定的偏心度,适当加入气流扰动和金属粒子,有助于改善幂律流体雾化性能.