Computation and Validation of Parameter Effects on Lobed Mixer-Ejector Performances

Three-dimensional numerical computation of the flow fields and pumping performances for the lobed mixer-ejector are conducted using full Navier-Stokes equations. In the computation, the inlet of the primary flow uses the mass flowrate boundary condition. The inlet of the second flow and the outlet of the mixing flow use the pressure boundary condition. Compared with the relative experimental resuits, it is shown that the present calculation is reasonable. And a series of numerical studies is performed to obtain the effects of area ratio and length-to-diameter ratio of mixing duct on pumping coefficient and thermal mixing efficiency of a lobed mixer-ejector.

基于多种抽芯机构的搅拌机底座模具设计

对搅拌机底座结构进行分析,设计了1副普通流道+潜伏式浇口的两板注射模。根据塑件结构设计了多种不同的脱模机构,针对塑件安装面板的位置和外表面的沉头孔设计了“斜楔+定模滑块”脱模机构;针对塑件端口部内壁的沉头孔设计了“斜导柱+内滑块”脱模机构;针对塑件较低位置的内环侧壁扣位设计了“斜楔+内滑块”脱模机构;针对塑件在动模方向的扣位设计了动模斜推杆机构脱模。为了保持模具温度均匀,在定模上设计多条直通水路,在动模型芯中设置螺杆水路,使冷却水沿螺杆中心的圆管进入,沿螺纹流出。

两相CO_(2)喷射器混合室直径优化与模拟分析

混合室直径对两相喷射器的性能影响显著。结合湍流射流理论,本文提出两相喷射器混合室直径的射流分析设计方法:当混合射流的流量增至喷射器的目标总流量时,射流外边界的直径即为最优混合室直径。根据该方法优化某型号CO_(2)喷射器的混合室直径,引射比为0.5时的最优直径为2.4 mm。利用数值模拟研究混合室直径对CO_(2)喷射器性能的影响,结果表明:在相同条件下,混合室最优直径为2.2 mm。当混合室直径为2.4 mm时,喷射器压升为0.9 MPa,相比优化前提高了57.9%。结合射流理论,拟合了无量纲最优混合室直径的关联式。当引射比为0.4~0.8时,无量纲最优直径为1.7~2.1。关联式的预测结果与CFD模拟结果相差-6%~10%,可用于工程上预估最优混合室直径。

直升机排气系统红外抑制器的模型实验研究

对直升机排气系统红外抑制器进行了一系列的模型试验研究,旨在分析引射混合和遮挡隔热对降低目标红外辐射特征的作用机制和抑制效果,并对缩比模型的红外辐射相似关系进行探讨.结果表明: (1)引射冷气掺混具有降低排气温度和混合管壁面温度的双重作用,其降温效果在大引射流量比下非常显著;当遮挡间距大于 20mm,遮挡隔热可以使遮挡罩壁温接近于环境温度. (2)引射混合对总体红外辐射强度抑制约 85%;在此基础上进行隔热遮挡可以再抑制 10%. (3)在保持主流速度、温度和压力均相同的条件下,不同缩比模型的辐射亮度基本相当;红外辐射强度基本上与模型的几何模化比平方成正比.

圆排波瓣圆柱混合管的气动特性实验研究

建立了实验装置 ,对圆排波瓣喷管与 8只圆柱混合管相配合 ,进行了冷热态实验。得出了它们引射混合的引射流量比随主次流温度比、混合管截面比、次流进口截面比的变化关系曲线。另外 ,还对不同温度下修正流量比的温度指数进行了研究 ,得出圆排波瓣圆柱混合管引射混合器的修正流量比温度指数 n=0 .4。

直升机排气系统用波瓣喷管引射-混合式红外抑制器研究

在针对直升机排气系统用波瓣喷管引射-混合式红外抑制器开展的一系列数值计算和模型实验研究基础上,对其内流气动特性和红外辐射特性进行较为系统的综合总结。揭示并分析了这种形式的红外抑制器内部混合流动特征,引射混合和隔热遮挡的红外抑制作用效果,以及红外抑制器缩比模型红外辐射模化关系;同时也指出了需进一步研究的一些问题。

波瓣喷管-狭长出口弯曲混合管引射混合特性分析

针对波瓣喷管和具有狭长出口的弯曲混合管所构成的引射-混合系统,进行了引射和混合特性的实验和数值研究,获得了主流和引射气流相互混合过程中的速度场、压力场和温度场的相关信息,以及表征引射-混合系统总体性能的引射系数和总压恢复系数等结果,对比表明数值计算和实验数据的相对误差在15%以内。由于弯曲混合管的出口狭长,弯曲混合管的混合流动受到流向旋涡和弯管二次流的共同影响,形成了有别于常规椭圆形出口截面混合管的一些独特的流动现象和特征。

波瓣喷管结构参数对引射混合器性能影响的数值研究

通过三维CFD数值计算,研究了波瓣喷管几何结构参数对波瓣喷管引射-混合器的影响规律.计算结果表明:瓣宽增加导致引射流量和波瓣出口处速度环量减小,热混合效率降低,但可以减小混合流动损失,提高总压恢复系数.波瓣扩张角的改变,对引射流量的改变因不同混合管尺寸而异,在混合管直径较小时,随着波瓣扩张角在20°～90°范围内增大,引射流量呈先增加后减小的趋势;在混合管直径较大时,引射量持续提高.扩张角的增加可提高速度环量,但是流动混合损失增加,总压恢复系数减小.

弯曲混合管引射系统引射-混合特性数值研究

通过三维CFD数值计算,揭示弯曲混合管-波瓣喷管构成的引射混合系统内流场特性,分析了引射系统主要结构参数对引射混合器性能产生的影响。计算结果表明:混合管的弯曲,迫使主流发生偏转,高速主流对壁面冲击,造成近壁面以及混合管内的静压升高,故降低了系统引射流量;高温核心主流随着弯曲引起的二次流向弯管外侧运动,继而向两侧运动,温度等值线最终呈马鞍状。混合管弯曲角度对引射系数影响很大,弯曲角度的增加造成引射流量的迅速减小。弯曲角度大于40°后,混合管出口的热混合效率急剧降低。波瓣瓣宽增加引起混合管截面比减小和主流速度减小,导致引射流量比的急剧减小。随着波瓣扩张角的增大,引射流量比呈先增加后减小趋势。

二维引射—混合器流场的数值研究与验证

本文运用一维引射特性方程和不可压缩流动Navier-Stokes方程,对二维引射—混合流场进行了数值研究。首先用一维引射特性方程估算理想的引射气流流量;然后用N-S方程对混合管内的气流混合流动进行计算,用计算得到的混合管速度分布和壁面粘性剪切力来修正一维引射特性方程中的经验常数,逐次逼近真实的引射流量比。计算结果表明,本文的数值方法可以有效地预测引射流量比和混合流场。

风室试验中轴对称排气引射-混合器的引射特性

建立了大尺度引射进气风室试验装置,以精确测量排气引射-混合器的引射流量,采用辅助风机补风以调整并逼近实际引射进口压力,从而提高了引射流量的测量精度,采用3种直径的混合管对轴对称排气引射-混合器的引射流量特性进行对比研究,并结合射流理论对其流动状态加以分析.结果表明:在主流喷管直径一定而混合管直径(D2)不同的条件下,混合管内的流动状态有所不同;当D2=250 mm时,混合管内的流动为过度发展状态,随着主喷管与混合管间距离(a)增大,射流半厚度经扩展后过早附着在混合管壁,其引射系数和引射流量随a值增加而增大,当增至最大值后逐渐减小,随着主流流量的增加,引射流量增大而引射系数变化不大;当D2=300 mm时,混合管内的流动为充分发展状态,随着a值增大,射流半厚度经扩展后在a=300 mm时恰好在混合管出口处附着于混合管壁,其引射系数和引射流量随a值的增幅逐渐变缓;当D2=350 mm时,混合管内的流动为欠发展状态,随着a值增大,射流半厚度经扩展后在混合管出口处仍未附着于混合管壁,引射系数和引射流量随a值增加而增大.

蒸汽-水喷射混合器的设计与应用

介绍了蒸汽-水喷射混合器的工作原理相关的设计计算及其在蒸汽-水热回收系统中的成功应用。该混合器与传统的间接式换热器相比具有系统阻力小和换热效率高的特点,此技术适合于化工加压设备自动或手动控温操作系统的余热回收。

波瓣喷管引射-混合器的数值研究与验证

对基于Navier-Stokes方程理论预测波瓣喷管引射-混合器引射流量比的计算方法进行了探讨,在计算过程中,主流进口采用速度边界条件,二次流进口采用总压压力边界条件,混合流出口采用静压压力边界条件,两者均设置为环境大气压力,与相关实验数据的对比验证表明计算结果与实验结果仅相差10%左右;同时通过改变混合管结构参数,得到了该参数对引射-混合特性的影响规律,进一步揭示了波瓣喷管有利于强化引射-混合的内在机理,计算结果符合物理过程本质。研究表明,本文的计算方法可以有效地预测引射流量比和揭示混合流场特性。

喷射式液液混合器与静态混合器复合应用研究

喷射式液液混合器和静态混合器都是混合过程强化的重要设备。合理设计具有喷射式混合器、静态混合器的复合结构的新混合器,可以解决生产上的难题。新混合器能直接进行两种不同压力流体的混合,使压力较低流体混合后的压力有所提高,保证较好的混合效果,降低能耗,提高经济效益,简化流程,降低投资。

喷射式液液混和器与静态混和器复合的工程应用研究

喷射式液液混和器和静态混和器都是混和过程强化的重要设备。合理设计具有喷射式混和器、静态混和器的复合结构的新混和器能直接混和两种不同压力的流体,使压力较低流体混和后的压力有所提高,保证较好的混和效果。通过对工程实例的应用研究证明新的混和器能降低能耗,简化流程,提高经济效益。

新型蒸汽喷射器的研制

在制浆造纸过程中,用蒸汽对液体直接加热比较普遍。但在温差较大时使用此方法,环境会比较恶劣,出现诸多问题,比如高噪音、强震动、混合效率低等。为解决此类问题,通过研究试验制作出一款高效、低噪音、低震动的高效汽液混合器,在实际生产过程中,达到了较好的效果。

导流片对大形状比出口弯曲混合管引射性能影响的数值研究

采用数值模拟方法对波瓣喷管-大形状比出口弯曲混合管引射系统进行了流动分析,重点研究导流片数目(n)和出口角(β)对引射性能的影响。与常规无导流片情形相比,出口导流片改善了混合气流在排气出口附近的均匀性,降低了喷管出口截面二次流流通的静压;引射系数随导流片数的增加呈现单调增大的趋势,在导流片数达到8以后继续增加导流片数量,引射系数变化微弱,相对于无导流片情形引射系数的增幅最大可达20%左右;引射系数随导流片出口角的增加而呈现出先增大后减小的趋势,存在一个相对较优的导流片出口角范围,在出口角度为78°左右时可以获得高的引射系数和总压恢复系数。

引射混合器数值模拟及性能预测方法研究

通过引射混合器主次流不同压比下混合管内流场的模拟计算,确定了该几何构形下发生壅塞时的主次流压比。对高压比下次流壅塞现象的研究表明,壅塞以后继续增大压比,当主流出口静压远大于混合管静压时,混合管内气流只经历一次膨胀和再压缩的过程。同时激波位置固定,不再随压比的继续增大发生变化。基于准一维控制体模型、Fabri壅塞假设模型和连续方程,提出了能有效预测引射器最高性能的饱和超音速模型,推出了此模型下引射系数与总压比和面积比之间的关系。由此得到直接反映引射器性能的特性曲线和修正曲线。最后把解析结果与数值计算的结果进行对比,验证了该模型的有效性。

不同混合室构型RBCC引射模态性能分析

利用数值模拟方法研究了不同混合室构型对RBCC引射模态性能的影响。分析了不同混合室构型的流场结构、引射性能和混合性能。结果表明在相同的工况下,扩张构型具有较大的引射系数,但是抗背压性能较差;收缩构型引射系数较小,但是抗背压性能最好。等截面构型性能居中。

燃气轮机带阀片引射混合器内流特性分析

引射混合器对燃气轮机的降温降噪具有决定性作用,与传统的引射混合器相比,带有阀片结构的引射混合器性能较好。为了充分探究其内流特性,进而为优化设计提供依据,在有无阀片的引射混合器构型下,基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟,对比分析了其引射比、出口平均温度、出口最高温度、出口平均速度等表征引射性能的参数;针对带有阀片的引射混合器,分析了不同阀片开度下的引射性能。结果表明:带有阀片结构的引射混合器的混合性能显著提高,在阀片开度为45°时,其引射性能最佳。