两种结构临界喷嘴内气固两相流动对比研究

为分析催化裂化能量回收系统中临界喷嘴的磨损问题,采用计算流体力学CFD数值模拟软件Fluent中的标准kε湍流模型和随机轨道模型（DPM）对孔板式、拉瓦尔式两种结构的临界喷嘴内气固两相进行耦合计算。结果表明：颗粒相对两种临界喷嘴的磨损位置差异较大,孔板式临界喷嘴磨损区域主要在主烟道壁面,距临界喷嘴插入点1000～1500mm区域,产生磨损的颗粒主要为大于5μm颗粒;而催化剂颗粒对拉瓦尔式临界喷嘴磨损区域在喷嘴扩散后段,距临界喷嘴插入点0～500mm区域,磨损颗粒主要为小于10μm粒径颗粒,颗粒对拉瓦尔喷嘴主烟道不产生磨损;两种临界喷嘴磨损存在差异的原因：孔板式临界喷嘴不存在扩散减速段,颗粒以90m/s的速度冲刷主烟道壁面;拉瓦尔式扩散段内出现旋转涡流携带催化剂颗粒冲刷壁面产生磨损。

临界喷嘴系统设计优化的数值研究

为解决三级旋风分离器(简称三旋)泄气(含尘)对临界喷嘴直管段和主烟道的冲刷磨损问题,文章基于CFD技术,采用k-ε模型及DPM离散相模型,对临界喷嘴系统内气固流动特性进行模拟研究。两相流模拟结果表明:通过优化直管段长度和喷嘴安装角度,可减少亚观粒子(1~10μm)对直管段的碰撞冲刷,并可避免喷嘴射流携带颗粒对主烟道的冲刷,有利于缓解系统磨损问题。该研究结论可为三旋泄气系统工程设计及优化提供方向与指导。

临界流文丘里喷嘴流出系数的计算与分析

临界流文丘里喷嘴是一种高性能的流量计量器具,常作为气体流量计量标准应用于标准装置中,而流出系数是其最重要的计量性能参数之一,通常可溯源至pVTt法气体流量标准装置,采用实流标定的方法进行量值确认,也可以采用经验公式进行计算。目前经验公式有两种,一种为JJG 620—2008《临界流文丘里喷嘴》中给出的经验公式,一种为ISO 9300:2022 Measurement of gas flow by means of critical flow nozzles中给出的经验公式,两种公式具有相同的雷诺数适用范围,但其考虑的流出系数影响因素不同,计算结果有一定差异。该文对两种经验公式计算流出系数的结果与pVTt基准装置实流标定的流出系数结果进行了对比,结果表明,两种半经验公式在边界层湍流区域的计算结果相一致,在层流区域和转捩区域存在较大差异。另外,测试喷嘴均在层流状态下进行实流标定,且其标定结果与两种半经验公式的计算结果存在差异,建议在实际使用时对喷嘴的流出系数进行修正。

临界流喷嘴式分液器两相流喷射的数值模拟

气液两相流制冷剂经过喷嘴后达到临界音速,形成气液两相对称分布的环状流流型,可以改善下游换热器各支路因压力不同造成的换热不均情况。采用Fluent软件对新型整流喷嘴分液器的临界流喷射过程进行了模拟研究。使用R507制冷剂,在喷嘴喉径不变、不同的入口压力条件下分别模拟了喷嘴收缩段、扩张段、喉部长度和出口直径变化对流动特性的影响。模拟结果表明:在入口压力3.2~4.0 MPa范围内,气液两相流制冷剂的喷射速度随入口压力增大而增大,最高速度增大了12.6%。当入口压力为3.6 MPa时,两相流制冷剂的喷射速度达到临界音速。气液两相流制冷剂经四组不同结构尺寸的喷嘴喷射后,速度均达到临界音速,并形成液相包裹气相且沿轴对称分布的环状流流型。研究可为临界流喷嘴的设计提供参考。

临界喷嘴式分流器改善冷库用翅片蒸发器性能的实验研究

对采用临界喷嘴式分流器的冷库用翅片蒸发器性能进行实验研究,在0、-4、-8、-12、-16、-18及-20℃七种不同环境工况下进行传热性能测试,并将测试结果与采用气液分离式分流器、CAL分流器和文丘里式分流器进行对比分析。研究结果表明:库温为0℃时,对应的翅片式蒸发器的制冷量和传热系数分别为8.5 kW和37.9 W/(m^2·℃),相比气液分离式分流器、德国CAL分流器、文丘里分流器其对应冷风机的制冷量分别提高了8.1%、17.4%和21.7%,传热系数提高了4.5%、13.9%和18.6%。库温为-18℃时,对应的翅片式蒸发器的制冷量和传热系数分别为5.5 kW和30.9 W/(m^2·℃),其对应的蒸发器的制冷量分别提高了7.2%、14.3%和18.7%。库温为-18℃时,对应的传热系数分别提高了0.9%、10.1%和13.2%。实验结论为有效提高翅片蒸发器性能提供了一种解决方案。

临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置最大背压比的影响与置信控制

本文根据气体流量计检定工作时的临界流文丘喷嘴法气体流量标准装置,分析装置最大背压比的置信水平对量值传递可靠性的影响,并探讨最大背压比的控制方法,确保了该装置均在临界流状态工作及准确度。

基于质量守恒原理的临界流喷嘴动态检定方法研究

针对低雷诺数临界流喷嘴喉径小，几何测量困难，常用的负压式PVTt装置难以对喷嘴进行最大背压比试验等问题，设计了一种以步进电机为动力的主动活塞式气体流量校准器。依据流体力学质量守恒原理，提出按PcTt参数动态检定临界流喷嘴流出系数的方法，建立了数学模型。经比对验证，动态检定方法准确、可行，流出系数Cd的重复性达到（0．02～0．05）％。

柱塞式校准器检定临界流喷嘴的实验研究

介绍了一种采用标准柱塞结构的临界流喷嘴校准器的原理和组成.根据临界流喷嘴的流量特性建立了检定数学模型,同时建立工作腔气体状态方程,并进行分析.对该校准器工作腔的压力和温度进行了大量实验研究,结果表明,工作腔内气体的压力和温度在检定过程中能够保持稳定,有益于提高检定的精度和效率.利用该校准器进行临界流喷嘴背压比试验,调节被测喷嘴背压比,检测其实际流量,得到与理论曲线相一致的流量特性曲线,从而为临界流喷嘴的特性研究提供了一个良好的手段.

基于Fluent的临界流文丘里喷嘴的内部流场仿真分析

针对目前无法对小喉径的临界流文丘里喷嘴内部流场进行检测的缺点,在建立喷嘴数学及物理模型的基础上,运用Fluent软件对喷嘴的内部流场进行模拟仿真。鉴于喷嘴结构对其流出系数及临界背压力比有较大的影响,通过数值模拟的方法对喷嘴内部不同位置处的速度场、压力场进行了分析,将仿真所得到的喷嘴的流量和临界背压力比同理论计算值和通过标准检定装置测试得到的实测值进行比较,并绘制了质量流量与背压力比的仿真及实测关系图,据此提出了在喷嘴制造方面上的建议。

临界流文丘里喷嘴法检定气体流量计的应用与研究

本文介绍了应用临界流文丘里喷嘴建立气体流量检定标准的研制过程,提出了采用负压式建立起临界流的系统,分析了原理、系统构成、自动控制、软件功能以及对装置重复性、准确性的验证,阐述了对分流旋翼式蒸汽流量计检定的处理。

低雷诺数下临界流文丘里喷嘴的背压比研究

通过对国外低雷诺数下临界流文丘里喷嘴研究成果的分析,并结合ISO 9300:2005(E)中对低雷诺数下临界流文丘里喷嘴最大背压比的建议及圆环形喉部临界流喷嘴几何尺寸范围的有关规定,注意到扩散半角、曲率半径、面积比等对喷嘴背压比的影响,从中得到了一些启示,并提出了一套试验方案,即有关扩散角度、曲率半径对背压比影响的试验方案。

临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置的研制

本文介绍了以临界文丘利喷嘴作为标准 ,采用负压方法研制的气体流量标准装置。并对装置进行了不确定度分析。

临界流文丘里喷嘴测量不确定度分析

介绍了临界流文丘里喷嘴的工作原理,以及用pVTt法气体流量标准装置检定临界流文丘里喷嘴流出系数时的不确定度分析。对于检定过程的不确定度问题,列出了理想条件下的临界流量、实际条件下的临界流量以及喷嘴流出系数不确定度等的数学模型。并对检定过程中喷嘴流出系数的相对拓展不确定度进行了详细的评定,分析了各个因素的来源,便于我们在实际工作中分析影响测量不确定度的主要因素,从而提高我们校准工作的准确度和可靠性。

临界流文丘里喷嘴国家新标准、新规程介绍

一、国家标准的制定 1.问题的提出 近年来，人们对气体流量计量的准确度要求不断提高，由于临界流文丘里喷嘴的自身优势，国内气体流量计检测大多使用临界流文丘里喷嘴作为标准，离线或在线进行检测。因此，临界流文丘里喷嘴的准确度是流量量值传递或溯源链中最重要的环节。

《临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置》校准规范介绍

音速喷嘴作为一种气体流量计,由于其良好的长期稳定性及相对较低的价格,作为气体流量标准装置中的标准表在我国大量使用,目前国内已有此类装置几十套,每年量传的气体流量计达十几万台。虽然JJG643-2003《标准表法流量标准装置》检定规程对使用标准表的流量标准装置的检定已经进行了规范.

临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置的技术探讨

临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置(装置)是以临界流文丘利喷嘴作为流量标准,采用标准流量计比较法原理进行流量计的检测。装置的结构、原理、设计制造进行技术探讨和分析。

临界流文丘里喷嘴在天然气流量上的应用研究和探讨

本文介绍了天然气计量中存在的问题及临界流文丘里喷嘴的原理和应用它作为标准在线对差压式流量计进行标定的方法。

圆锥形入口小喉径临界流喷嘴数值模拟与设计

设计了一种具有圆锥形入口的小喉径临界流喷嘴,采用Fluent进行数值模拟实验,研究其几何结构即入口角、入口段长度、喉部长度、扩散角和扩散段长度等参数对流出系数的影响。通过仿真分析对圆锥形入口喷嘴的几何结构进行了设计和优化。结果表明,喉部长度与入口角大小对流出系数影响较大,喉部长度与流出系数为负线性相关;流出系数随入口角的增大,先增大后减小,在17.5°时达到最大值;流出系数随扩散角的增大而增大,增长率却随扩散角的增大而减小;当扩散角大于3°,扩散段长度对流出系数的影响不明显。

湿蒸汽流经可调式临界流喷嘴的数值模拟

蒸汽热采过程往往采用临界流喷嘴对各分配支路的蒸汽流量进行控制,但是常规固定式临界流喷嘴存在注汽量难以调节的问题。针对该问题,设计了一种可调式临界流喷嘴,并利用数值模拟的方法对其应用于湿蒸汽临界流流量的调节和控制特性进行了研究。分析了入口蒸汽干度和压力、调节锥位移以及蒸汽凝结对可调式临界流喷嘴流场分布、临界背压比以及临界流量的影响。研究结论能够指导可调式临界流喷嘴结构优化设计,为注蒸汽热采过程中湿蒸汽的流量控制提供技术支持。