喷嘴孔VST的流体力学和传质性能研究

本文用空气-水系统,在φ1.2m的圆塔上研究了喷嘴孔垂直筛板塔盘(喷嘴孔VST)的流体力学性能,考察了各种几何因素和流体力学条件对塔板压降、漏液、气速下限、雾沫夹带和气速上限等参数的影响,获得了相应的关联式.在φ100mm的塔上,用乙醇-水系统测定了喷嘴孔VST的板效率,并与筛板搭进行了比较.

主喷嘴与高速异形孔辅助喷嘴引纬合成流场特性

为解决单圆孔辅助喷嘴出口速度偏低,气流集束性较差及耗气量过高的问题,通过设计新型异形孔辅助喷嘴,揭示在同一工况下辅助喷嘴的喷孔形状对异形筘道内合成气流分布的影响规律。建立了主喷嘴射流与一组辅喷射流叠加的三维合成流场模型,基于雷诺时均方程封闭k-ε双方程湍流模型数值求解了异型筘槽内合成流场轴向速度和径向速度云图,通过实验装置测量了筘槽内合成气流平均速度,验证了数值结果的正确性。讨论了单圆孔,Y1,Y2和Y3号辅助喷嘴的出口形状对异形筘道内合成气流的轴向速度、引纬稳定性及耗气量的影响规律。结果表明:对比单圆孔辅助喷嘴,Y2号异形孔辅助喷嘴轴向气流速度可提高12%,耗气量降低了6%,引纬稳定性比单圆孔辅助喷嘴有所改善,综合性能优于单圆孔辅助喷嘴。

簇孔式喷嘴对柴油机燃烧和整机性能的影响

燃油的喷射、雾化和蒸发及其与空气的混合直接影响着柴油机的燃烧和排放,同时也对柴油机整机性能表现具有关键作用。根据簇孔式喷油嘴的概念及其喷雾特性,簇孔式喷嘴在喷雾贯穿距离、喷雾锥角、雾化能力等喷雾特性上的独特优势,分析了簇孔喷嘴对柴油机点火延迟的影响;在整机性能方面,簇孔喷嘴对柴油机燃油经济性、燃烧噪声、氮氧化物排放等的影响。该研究结果对高性能柴油机喷嘴设计具有一定参考价值。

碳化硼微孔喷嘴的注射成形工艺及其表面质量

利用粉末注射成形工艺制备碳化硼微孔喷嘴。研究了注射、脱脂和烧结工艺对碳化硼微孔喷嘴的微观形貌和成形质量的影响。结果表明,当模具温度为60℃、注射压力为100MPa、注射温度为175℃的情况下,微孔喷嘴得到良好的填充。脱脂后制品未发现裂纹和翘曲。随着烧结温度的升高,微孔喷嘴的致密度和线性收缩先增加后减小,表面粗糙度先减小后增加,在1950℃烧结后,微孔喷嘴的烧结性能和力学性能最好,致密度、线性收缩、维氏硬度和表面粗糙度值分别为97.1%,18.7%,3580HV和6.17μm。

喷气织机异形孔辅助喷嘴的结构及其喷射性能

为探究异形结构喷孔对喷气织机辅助喷嘴喷射性能的影响,提升引纬质量,设计了4类环形槽结合中心喷孔形式辅助喷嘴。分别建立单圆孔和4类异形孔辅助喷嘴的流场模型,利用Fluent软件对上述流场模型进行数值模拟,得到供气压力0.3 MPa时各辅助喷嘴对称面上速度云图,出口流速中心线上速度分布曲线图,气耗量及50 mm处截面速度分布图。结果表明:异形孔辅助喷嘴的最大出口速度较单圆孔有较大幅度提升,异形孔辅助喷嘴的节能性和引纬稳定性优于单圆孔辅助喷嘴,适用于纱线强度较弱和弹力织物的引纬。

用实验方法确定燃气灶喷嘴孔流量系数

本文通过大量实验数据，对燃气灶喷嘴孔流量系数、燃气压力、燃气低热值华白数、喷嘴孔直径相互间的关系进行了全面分析，并确定了喷嘴孔流量系数的取值范围。利用本文所提供的流量系数及取值方法，可以满足设计时确定喷嘴孔径的需要。

柴油机交叉孔喷嘴自由喷雾特性实验研究

为探究喷射压力、温度、背压和交叉角对交叉孔喷嘴喷雾性状的影响,基于可视化定容弹系统,利用阴影法,研究了单孔与不同角度交叉孔喷嘴的喷雾特性。结果表明:与单孔喷嘴相比,交叉孔喷嘴的喷雾贯穿距较小,喷雾锥角较大,且随着交叉角的增大,差距更加明显;随着喷射压力的提高,交叉孔与单孔喷嘴的喷雾贯穿距的差别减小,交叉角较大的交叉孔喷嘴的喷雾锥角增大;低蒸发温度下,喷射压力对喷雾前期贯穿距的影响较大,随着蒸发温度升高,交叉孔与单孔喷嘴喷雾锥角差距增大,喷雾前期贯穿距差别减小;背压提高后,总的趋势是喷雾贯穿距缩短,而喷雾锥角增大;与单孔喷嘴相比,它对交叉孔喷嘴的喷雾特性影响更大。

进气方向对圆孔喷嘴流场影响的数值模拟

应用于金属板带材料生产的机组中,对于采用气体喷吹冷却/干燥的工艺段,除了关注冷却/干燥能力外,冷却/干燥的均匀性也是重要的研究课题。气体介质通过狭缝或圆孔喷嘴时,会在金属板带的宽度方向有不均匀的流动,这种流场的不均匀性,会导致板带材宽度方向温度或表面干燥度等特性的差异。文中使用商业CFD软件Ansys CFX,通过数值模拟的方法,对3种不同进气方式的圆孔阵列喷嘴风箱,在入口流量均为0.53m3/s时的流场进行了计算,结果表明采用端部单侧进气,进气方向与喷嘴出口方向垂直的方案,各喷口的速度偏差值仅为0.33%,为3种方式中的最小;进气方向与喷嘴出口方向平行时的速度偏差值最大,达到33.68%。根据以上结果,推荐端部单侧进气且进气方向与喷嘴出口方向垂直的流线设计方案,作为气体喷射冷却或干燥装置的优选方案。

多次喷射下压力波动对喷嘴内流及近场喷雾影响试验研究

为研究多频压力波动与喷嘴内流的因果关系以及对近场喷雾的影响机理,采用高速显微成像技术,开展了不同共轨压力下多次喷射过程真实尺寸锥形孔喷嘴可视化试验研究。同时通过高压传感器测量,得到喷嘴入口压力波动数据。研究结果表明:主喷过程喷雾锥角呈靴型趋势,由发展期、转化期、稳定期和衰减期组成,其整体趋势受喷射压力的影响,过程中存在空化形式的转变。预喷和后喷等小油量喷射过程中,存在针阀升程波动导致的不一致性。喷嘴处压力降与循环喷油量水平呈正相关,空化形式的转变影响了压力波动频率和传播速度。其中几何诱导空化形成时,压力呈低频波动,而线空化形成时,产生高频压力波动趋势。

大涡模拟Smagorinsky模型用于磨粒流精密加工喷嘴的质量控制研究

为研究固液两相磨粒流加工喷嘴小孔过程中的流场分布、涡旋形成规律及涡旋的存在对磨粒流加工的影响机制,采用Smagorinsky亚格子模型对磨粒流加工喷嘴小孔的流道进行大涡数值模拟,并使用磨粒流对变直径喷嘴工件进行加工试验。数值模拟发现磨粒流流体中磨粒与壁面的碰撞与剪切作用随流体的速度增大而增大,同一截面的速度存在速度差,其中还伴随涡旋的存在;通过试验研究发现:经固液两相磨粒流加工后的喷嘴小孔表面质量得到明显提高,喷嘴经过四次不同入口速度的磨粒流加工后大孔处表面粗糙度Ra由1.24μm降至0.542μm,小孔处表面粗糙度Ra由1.21μm降至0.437μm。结论显示固液两相磨粒流加工技术可有效提高被加工喷嘴工件的内表面质量,加工时同一截面的速度存在速度差,速度差的存在利于涡旋的形成,涡旋的存在利于提高磨粒流加工过程的剪切作用,有助于获得高质量的喷嘴小孔内通道表面。

三孔蒸汽浸没射流压力振荡强度特性研究

实验研究了一定冷却水温度和蒸汽质量流率范围内出口直径为8mm的三孔喷嘴蒸汽浸没射流压力振荡强度特性。结果表明:三孔喷嘴汽羽凝结形态不仅受冷却水温度和蒸汽质量流率的影响,还受孔间距的影响。孔间距对压力振荡强度的轴向分布规律无影响,即三孔喷嘴压力振荡强度均随轴向距离的增大先增大后减小,存在明显的峰值点且峰值点位于轴向无量纲位置4和11之间。相同汽水参数条件下,单孔喷嘴压力振荡强度小于三孔喷嘴压力振荡强度,无量纲孔间距1.5的压力振荡强度小于无量纲孔间距1.2和2.0的压力振荡强度。不同孔间距三孔喷嘴压力振荡复杂于单孔喷嘴,其压力振荡强度峰值和峰值点位置随汽水参数的变化规律不尽相同。

水导激光切割技术研究现状

水导激光切割技术是一项利用水束导引激光到加工平面的新型切割技术,由于其热影响区小、加工精度高、无污染等优点受到了众多研究者的广泛关注。本文首先阐述了水导激光切割利用激光在空气和水交界面发生全发射的原理及其相对于传统激光切割的优势,其次从理论与工艺两个方面综述了水导激光切割的国内外研究进展,总结了水导激光设备的发展现状,最后针对水导激光切割的技术难点进行分析并且展望了该技术未来发展的趋势。

燃油喷射电子雾化装置的试验研究

喷油器中的电子雾化装置可以使燃油带电,所带电荷能够显著地改变燃油喷雾形状,从而改善发动机的废气排放。

圆孔喷嘴形成气动喉部的定常数值研究

对固体火箭发动机上由圆孔喷嘴喷入二次流所形成的气动喉部进行了三维数值模拟.考察了圆孔喷嘴形成气动喉部的典型三维流动特征和喷嘴流量特性.研究了不同喷嘴面积比、喷嘴个数、喷射角度、喷嘴构型及主要喷管参数对气动喉部调节喉部面积能力的影响.结果表明在相同的喷嘴面积比下,增加喷嘴个数、采用逆向喷射或选用收缩喷嘴构型都能显著提高气动喉部的扼流性能.

马钢平整机板带吹扫系统改进

对马钢平整机板面吹扫系统及其存在的问题进行了详细的分析,并给出了相应的改进措施,为今后对类似设计的改进提供了一条改造思路。

喷射锥角测量器

【正】 全苏家禽养殖机械制造工艺设计局(乌法市)研制成一种测量喷射锥角和喷射锥角几何轴线与喷嘴轴线的差偏角的测角器(图3)。测量时将喷嘴放入壳体的插孔中。

不同形状喷嘴的旋流冲击射流压力损失和传热特性实验

提出了一种旋流喷嘴,即圆孔内径设有四条螺旋槽道的类螺纹孔喷嘴。实验对比研究了同一螺旋角下三类旋流喷嘴(插件、内置扭转带、导叶片)与螺纹孔喷嘴在雷诺数为6 000、12 000下靶面传热特性。分析了各喷嘴对应的气源室压力与流量系数。实验结果表明,螺纹孔喷嘴在靶面的中心区保持了高的传热效率,驻点努塞尔数比其他三种喷嘴高出29.7%～43.3%,当射流空间受限时(半封闭空间)所有喷嘴的努塞尔数下降了40%～60%,内置插件喷嘴下降幅度最大;另外,四种旋流喷嘴中,内置插件喷嘴的气源腔室压力最大,比最小的螺纹孔喷嘴高出一个数量级还多,压力损失系数的分析表明螺纹孔喷嘴的压力损失系数最小,仅是内置插件喷嘴的1/4左右,且雷诺数增大一倍,内置插件喷嘴的压力损失系数平均下降14%,下降幅度最大。

某航空发动机应急油路数值分析

利用CFX软件对某航空发动机应急油路内部流动进行模拟,通过计算得到该航空发动机应急油路喷嘴出口压力随引射角度、引射距离、引射压力及喷嘴安装孔直径的变化规律。