折射式微喷头水力性能试验及工作参数优选

为探究折射式微喷头水力性能并确定其适宜的工作参数,开展微喷头水力性能测试,明晰不同工况下单个微喷头水量分布特征,分析其流量、射程、喷灌强度随工作压力和喷嘴直径的变化趋势。探究在正方形和正三角形组合方式下,工作压力和组合间距变化对喷灌均匀系数CU的影响,基于主成分分析方法,统一相关评价指标,建立折射式微喷头工作参数综合评价模型。结果表明:单喷头的流量、喷灌强度均与工作压力呈正相关,而射程随压力的变化并不明显;正方形和正三角形两种组合方式下,组合间距变化对CU产生的影响明显大于工作压力和组合方式;依据各工况评分高低,对微喷头最优工况做出合理选择,实例应用的结果表明:折射式微喷头最优工况为正三角形组合,工作压力0.25 MPa,组合间距0.4 m。

新型燃油锅炉喷嘴宏观雾化特性实验研究

燃油锅炉的运行效果受喷嘴的雾化效果影响。基于此,本文提出一种新型组合式双油路空气雾化喷嘴并通过粒子图像测速法(PIV)对其雾化场进行测量,研究空气对双油路离心式喷嘴雾化性能的影响,为喷嘴研究提供实验依据。

DRILLING CHARACTERISTICS OF COMBINATIONS OF DIFFERENT HIGH PRESSURE JET NOZZLES

The high speed fluid jet for directly or indirectly breaking rock is one of the most effective ways to improve the deep penetration rate. In order to maximize the efficiency of energy use, the flow characteristics of different combinations of high pressure jet nozzles are analyzed through numerical simulations. According to the velocity vectors at the bottom and the bottom hole pressure diagram, the effects of the high pressure nozzle combinations on the flow structure and the penetration rate are analyzed. It is shown that the combination of three vertical edge nozzles is very efficient, but inefficient in cleaning the bottom hole and eroding the wall. The jet velocity is 400 m/s and the radius is 5 mm, with a center nozzle added, the problem can be solved, but the high-pressure fluid displacement would increase. The center nozzle＇s jet velocity is 200 m/s and the radius is 8 ram, the combination of two vertical edge nozzles and a center tilt nozzle or that of a vertical edge nozzle and a center tilt nozzle would provide a flow structure favorable for drilling. The angle of inclination is 10°. To take advantage of high pressure jet energy to improve the efficiency of drilling, it is important to select a suitable nozzle combination according real conditions.

二次燃烧氧枪在120 t复吹转炉的应用实践

结合120 t复吹转炉生产实际,设计了二次燃烧氧枪喷头参数,优化了转炉冶炼工艺制度。实践表明,与普通氧枪相比,应用二次燃烧氧枪吹炼可以缩短供氧时间约93 s,供氧效率提升10.6%,熔池钢水平均温度提升约18.527℃,废钢比提高1.3%,脱磷率提高1.5%,且对煤气回收几乎没有影响。

振荡-酸化深部复合解堵机理与应用

常规的物理及化学解堵方法虽然可以解除近井地带不同深度的杂质污染,但脱落的堵塞物(特别是酸化后形成的酸渣)难以返排出地层,从而影响解堵效果。针对这一问题,提出了适用于油水井的新型解堵工艺,其作业过程可分为两步:用酸液作为工作液,采用高效自振空化喷嘴,采用双振荡枪形成2组振源,在地层中的局部点叠加振动振幅,从而增强处理效果,实施深部复合解堵;下入封隔器,从环空泵入清水,清水流经地层带出杂质后再由油管排出井外,达到彻底清除地层污染的目的。该技术在胜利油田胜利采油厂注水井上现场应用了13井次,解堵增注效果十分显著。

槽式摆喷头下喷式人工模拟降雨机的雨强及其空间分布率定

人工模拟降雨机由于不受时间和空间的限制而成为研究降雨影响入渗、产流、冲刷、侵蚀产沙等动力学机理的重要试验手段。为解决我国目前降雨机模拟降雨特性与天然降雨特性相差较大的问题，设计了槽式摆喷头下喷式人工模拟降雨机。通过试验分别率定了该降雨机单喷头降雨雨强和多喷头组合降雨雨强的相关参数．以便为用户应用提供技术指标。该降雨装置在2．5m的高度下模拟的雨强范围为11．3～132．5mm／h。单喷头受雨面呈矩形，沿喷头摆动方向2．0m宽，垂直摆动方向2.7m长，受雨面积为5．4m^2。为形成均匀的雨强空间分布，需进行多喷头组合。组合实验表明，沿摆动方向的相邻喷头最佳距离为1．1m，沿垂直摆动方向的相邻喷头最佳距离为1.5～1．6m，组合后的雨强空间均匀性系数达到0．89以上。目前测试雨机的单机由5个喷头组成，相邻喷头为摆动方向，距离1.1m。用户可根据实验面积自行选择争机喷头数量和雨机数量．相邻雨机喷头间的水平距离建议为1．5～1．6m。

淹没条件下锥形喷嘴射流破岩效率实验研究

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 ,其性能直接影响到射流的质量。用入口为圆锥形的带有喷嘴套的喷嘴产生的淹没射流冲蚀砂岩的实验证明 :射流破碎岩石存在两个最优喷距 ,且第二个最优喷距破碎岩石体积较大 ;锥形喷嘴入口角为 30°破岩效果最佳 ;

水力喷射径向水平井射流钻头优选试验研究

射流钻头的破岩性能对井眼深度和大小有重要影响。本文对径向水平井常用的2种射流钻头——多孔喷嘴和混合射流喷嘴采用室内试验的方法对它们的破岩规律和破岩性能进行了分析和对比。结果表明,冲击时间、喷嘴压降、喷距和围压对2种喷嘴破碎效果的规律基本相同,混合射流喷嘴的最优喷距不明显,多孔喷嘴的最优喷距为5～6倍喷嘴当量直径,多孔喷嘴的破岩性能要优于混合射流喷嘴,同时混合射流喷嘴在破碎孔径大小方面优于多孔喷嘴。本文可以为水力喷射径向水平井射流钻头的选择提供试验依据。

摇臂式喷头组合喷洒均匀性的改进

该文针对摇臂式喷头副喷嘴为圆形,径向水量分布中部较高不利于组合的问题,根据水射流原理,设计出一种新型结构的副喷嘴,其上端设有盖板,起到阻挡水流的作用,使副喷嘴水流射出后主要分散在近处,从而有利于提高组合喷洒的均匀性。分别对15PY、20PY、30PY摇臂式喷头副喷嘴改进前后的水量分布进行了对比试验,同时,以正方形布置方式为例,计算出不同组合间距下的喷洒匀性系数。结果表明:副喷嘴的改进消除了改进前喷头中间部分水量,使径向水量分布呈"三角形"。改进副喷嘴后提高了均匀性系数,不同组合间距下的值均为80%以上,平均喷灌强度符合喷灌规范中的要求。最后,提出副喷嘴改进后15PY,20PY,30PY摇臂式喷头的最佳组合间距分别为1.2R,1.3R,1.1R,计算出组合均匀性系数值分别为85.6%,86.3%,85.3%。改进后的副喷嘴对喷洒均匀性有较好的改善作用。

多喷头组合变量喷药系统的设计与试验

为了克服传统压力式和脉宽调制(pulse width modulation)调节控制方式的缺点,以及目前变量喷药系统的"较复杂,实现成本较高"的不足,该文设计了基于多喷头组合的变量喷药系统,建立了变量喷药影响因素模型,设计了变量喷药系统的管路、上位机处理系统及变量喷药控制器,运用流体网络理论建立喷药网络的数学模型,分析了系统的流阻。在喷雾试验台上搭建了变量喷药系统,试验数据分析表明多喷头组合的变量喷药系统是可行的,每种方式下喷药量与理论值误差均小于10%,可调节喷药量范围宽,农药的施用量大幅度减少。

变量喷洒喷头组合喷灌试验

变量喷头可以根据喷洒地块形状和喷洒量的要求实现射程和流量的同步可控,对精确灌溉具有重要意义。试验研究了基于扇形通孔动静片调节器的变量喷头在系统不同压力工况下组合喷灌时的水量分布及喷灌均匀度等水力性能,并与传统圆形喷洒域喷头进行了对比,研究了变量调节器对喷头性能的影响及其对工作压力的敏感性。工作压力和调节器的双因素重复全面试验结果表明,变量精确灌溉喷头较传统圆形喷洒域喷头单喷头控制面积降低了15.4%,喷灌均匀度提高了9.5%,喷灌强度降低了15.7%,射程损失了5.9%,喷洒域系数可达64.0%。组合均匀度方差分析结果表明,调节器和工作压力以及两者之间的交互作用对组合均匀度都有极显著影响,变量调节器的设计需要满足喷头在不同工作压力工况条件下的性能要求。

相邻喷头射流相互作用对喷洒特性的影响

相邻喷头喷洒重叠区域内的射流来自不同喷头,喷射过程中往往产生冲撞等相互作用。为研究组合喷头喷洒过程中相邻喷头间射流相互作用对组合喷洒特性造成的影响,选取Nelson D3000锯齿状喷盘喷头和R3000旋转式喷头,对其单独喷洒和以2.5 m组合间距进行喷洒时的水量分布以及雨滴谱信息进行了测试与比较。结果表明:喷头之间相互影响的强弱程度受喷头几何结构的影响,R3000喷头受组合喷洒时喷头间射流的影响作用不明显;Nelson D3000喷头(锯齿状喷盘)受组合喷洒时喷头间射流的影响作用剧烈,水量分布集中点的位置因射流轨迹的变化而产生偏移,喷灌强度最大点向靠近喷头侧偏移约0.5 m。组合喷洒条件下测点MP5处的降水强度、能量通量密度以及水滴数目较单独射流分别增长91.27%、107.58%和239.29%,其中粒径大于0.9 mm水滴数目的增加对该测点水量和能量提升的贡献率达到40.89%和58.83%。变异性分析结果表明水量和能量的重分布主要是由组合喷洒时增加了水滴之间相互碰撞的机率所引起。在Nelson D3000锯齿状喷盘喷头这类喷头进行水量叠加计算时,应考虑相邻喷头间水滴互相碰撞、结合或碎裂等相互作用对组合后的水量分布形式产生的影响,采用单喷头水量分布直接叠加的方法可能会导致计算精度较低。

联合空气分级与SNCR在300MW锅炉上的应用

在一台300Mw燃煤锅炉上应用联合空气分级与选择性非催化还原（SNCR）技术，分析该联合脱硝技术的脱硝效果，探讨各种喷枪组合以及喷射点选择对脱硝的影响．实验结果表明，在应用联合脱硝技术后，该锅炉的NO。排放质量浓度为186mg／m^2，联合脱硝效率达到75．2％，其中SNCR系统的单独脱硝效率为46．8％．采用长短枪配合的喷射方案，将还原剂从炉膛温度为950℃～1100℃的位置喷入，可以获得较高的脱硝效率和较低的氨逃逸量．SNCR脱硝系统的投运对飞灰碳质量分数、炉渣碳质量分数没有显著的影响，但会造成排烟温度上升3．5℃，锅炉效率降低约0．15％．

数字化微喷射用玻璃基组合微喷嘴设计及实验

为提高液滴微喷射的喷射效率和粉体微喷射的喷射方向性,选用普通硼硅酸盐毛细管和石英玻璃管为原材料,基于稳定的拉制和锻制工艺,设计并制作了直列式组合微喷嘴和同轴式组合微喷嘴。在基于微流体数字化的微喷射实验平台上,利用4×2直列式组合微喷嘴单次喷射得到了形状规则、圆整,大小均匀,无卫星液滴的液滴阵列,液滴平均直径为180μm;相对于单微喷嘴,直列式组合微喷嘴提高了单次微喷射的效率。另外,进行了粉体微喷射实验,相对于单微喷嘴,同轴式组合微喷嘴在相同驱动条件下,出射角由33°减小至10°,成形粉线的宽度由450μm降低至300μm。结果表明,同轴式组合微喷嘴中的辅助喷嘴有效地约束了主喷嘴出射的粉体流动,粉体喷射的方向性有显著提高。

组合载荷作用下开孔接管结构强度性能的研究

带接管内压圆柱形容器通常受到内压与接管弯矩的组合作用,接管弯矩会影响内压圆柱壳开孔接管结构的强度性能。在内压与接管弯矩组合作用下,对4台具有不同开孔率的带径向接管圆柱壳容器开孔接管结构强度性能进行试验研究和有限元分析,考察内压与接管纵向弯矩、内压与接管横向弯矩组合作用下容器开孔接管区弹性应力分布、应力集中、开孔接管结构的变形规律及塑性极限载荷等。结果表明,载荷大小相同时,横向弯矩作用产生应力增量较纵向弯矩作用产生应力增量大,横向弯矩对内压容器开孔接管结构强度较危险。内压作用在开孔接管区纵向截面产生应力增量较横向截面应力增量显著。较小值的内压作用可减缓开孔接管结构弯矩作用下的变形,内压能降低开孔接管结构的纵向极限弯矩,较小内压能增加开孔接管结构的横向极限弯矩。

采用高低燃温组合装药降低喷管内表面温度和烧蚀研究

根据不同推进剂及目前热防护材料的性能特点,采用了一种组合药柱的新方法,用来降低喷管内表面的温度和烧蚀率。该方法的主要设计思路是将药柱形式分为前后两段,靠近发动机头部段使用高能推进剂,靠近喷管段使用低燃温推进剂。低燃温推进剂占总推进剂质量百分比的很少一部分。使用这样的组合药柱形式,低燃温推进剂燃烧产生的气体会在喷管内表面形成一层低温帘幕,从而降低喷管内表面的温度和烧蚀率,使高能推进剂在固体火箭发动机设计上得到应用,并有助于提高发动机的质量比。

组合式滤筒脉冲反吹清灰过程的数值模拟研究

滤筒除尘器的关键技术是清灰技术,清灰效果关系到滤筒除尘器的效率、滤筒使用寿命及运行经济效益等各项指标,因此对滤筒除尘器的清灰性能研究具有重要意义。本文利用FLUENT软件,对2种不同喷嘴型式的组合式滤筒进行了脉冲反吹清灰过程的数值模拟,分析不同喷嘴模型下滤筒内的速度场以及压力场,从固定监测点和沿流向2个方向探究不同模型清灰时滤筒侧壁的压差峰值和压差峰值到达时间情况,以及不同喷嘴型式对滤筒清灰性能的影响。结果表明无散射器拉法尔喷嘴对组合式滤筒清灰效果比带散射器拉法尔喷嘴好,散射器的作用虽然对上滤筒清灰效果有明显改善,但对于下滤筒清灰效果较差。本文成果可为解决组合式滤筒清灰问题提供指导作用。

串联型自振脉冲射流喷嘴的实验研究

进行了串联型自振脉冲射流喷吐射流冲击压力特性的实验研究。振荡腔室的固有频率是腔室几何结构参数的函数。优选两腔是几何参数，使腔空之间的固有频率相互藕合，激励出流体共振。虽然串联喷嘴阻力损失的增加，使射流平均能量有所降低，但射流的瞬时能量得到了调制，激励出更大的流体振荡。实验表明，提高了射流冲击压力的破碎岩石效率。

旋流组合式催化裂化进料喷嘴液流分布实验

提出了一种采用组合式旋流器和球形双槽互击喷头的旋流组合式催化裂化进料喷嘴的概念,并针对不同的旋流器组合方式和喷头结构形式开展了旋流组合式催化裂化进料喷嘴液流分布实验,获得了其液流分布特性,初步掌握了喷嘴的雾化性能。结果表明,采用四组合式旋流器和采用内外嵌套组合式旋流器以及球形双槽互击喷头的喷嘴,喷射液层液流分布比较均匀,雾化效果较好;该结果对于进一步改进此类喷嘴的设计具有重要的参考价值。

一种带中心体的TBCC可调喷管的设计与仿真

针对涡轮冲压组合发动机(Turbine-based combined cycle engine,TBCC)喷管工作范围宽广、需同时实现喉道面积与出口面积调节这一特点,提出了一种带中心体的TBCC可调喷管设计方案,并对其静特性和带外流特性进行了仿真分析。结果表明,该喷管方案具有较好的静特性,其典型状态下的推力系数分别为0.90,0.97和0.98。在引入外流干扰后,低马赫数情况下(Ma=0.8)外流对可调喷管的过膨胀现象有较好的抑制作用,故其推力系数较静特性提高了6.7%。而高马赫数情况下(Ma=2.8,4.0)外流虽然可显著改变喷口下游的流动结构,但对喷管内流道及中心体的壁面压力分布影响甚微,故推力系数没有变化,仍分别为0.97和0.98。