基于夹点的带喷射器CO_(2)热泵系统性能分析

为了研究带喷射器的跨临界CO_(2)内部过冷热泵系统(TCISE),基于夹点建立了TCISE的热力学模型,分析了冷却水进出水温度及流量对系统性能的影响。研究表明:冷却水进水温度从25℃降低到15℃时,最优高压压力从9.3 MPa降至8.8 MPa,降低了5.4%,最大COP从3.83提升至4.27,提高了11.49%;TCISE存在临界冷却水出水温度和临界冷却水质量流量,当冷却水进水温度一定时,在出水温度低于临界出水温度或质量流量高于临界质量流量时,系统COP保持不变。

结构参数对气液下喷式喷射器性能的影响研究

喷射环流反应器是一种新型的气液或气液固接触反应装置,其中的喷射器结构会对反应器性能产生重要影响。文章采用计算流体力学方法,建立了文丘里型喷射器的数学模型,分析了吸气室、喉部和扩散段等结构对喷射器吸气量的影响规律。模拟结果表明:吸气室直径和气相入口方式对吸气量影响不大;喷嘴与喉部之间距离越小,喉部长度越短,吸气量越高;扩散段扩散角度在2~4°之间时吸气量存在最大值。

柴油-天然气双燃料喷射器燃料喷射特性的测试方法

针对双燃料喷射器结构复杂而无法实现喷射特性同时测量的问题,以同心双轴针式喷射器为研究对象,提出一种油和气同场测量方法,用动量法获取喷油规律及喷气规律型线,再通过测试密闭容腔内的压力变化计算喷气量,将二者结合可在测量喷气量的同时测量出精确喷气规律,最后对柴油-天然气双燃料喷射器的常用工况进行测试及验证。结果表明,采用动量法结合容积法的喷气规律测量方法得出的喷气量误差不超过5%。对喷射器的一致性进行验证,喷油量与喷气量的波动率均不超过3%,证明其喷射器一致性较好,该测试技术具有较高的准确度与可信度。

-30至50℃车辆工况下CO_(2)喷射器的适应性研究

为推动喷射器回收膨胀功技术的实车应用,本文开展了-30~50℃宽温区运行工况下车用压缩-引射式CO_(2)热泵系统制冷制热性能及喷射器膨胀功回收特性研究,重点分析了工作喷嘴对固定尺寸喷射器变工况适应性的影响。结果表明:制冷工况下随着环境温度升高,喷射系数递减,而升压比递增;制热工况下随着环境温度降低,喷射系数和升压比均先增大后减小;制冷工况下喷射器回收膨胀功占最大可回收膨胀功的16.7%~37.2%,制热工况下为9.9%~41.3%;以高温制冷工况设计的固定尺寸喷射器难以适应低温制热工况,偏离设计工况时,喷嘴出口过膨胀会造成激波能量损失,而低温制热工况下喷嘴出口因欠膨胀会导致喷射器无引射效果。

高压直喷喷射器喷射规律与针阀升程同场测试方法研究

提高直喷式发动机的效率及减小其排放,需要充分了解喷射器瞬态燃料的注入过程。为揭示高压直喷(High Pressure Direct Injection,HPDI)喷射器燃气针阀的动态特性,文章通过多参数同场同时试验,研究针阀运动特性及其影响规律。测试结果表明:气体喷射压力和喷射脉宽是影响针阀运动特性的主要因素;随着喷射压力的增大,燃气针阀的提升速度增快;在相同的注入压力下,随着注入时间的增加,针阀的位移曲线由三角形变为梯形;由于燃料喷射过程中喷射器内部节流位置发生变化,喷射规律曲线与针阀运动曲线呈非线性对应关系。本研究结果可为HPDI喷射器的设计提供标定依据。

带喷射器的低温跨临界CO_(2)两级压缩制冷系统性能

针对低蒸发温度下跨临界CO_(2)制冷系统实验研究较少的现状,设计搭建了带喷射器的跨临界CO_(2)两级压缩制冷实验台,在蒸发温度为-33~-29℃,气冷器出口温度为30~40℃,高压压力为8.20~9.70 MPa的实验工况下研究制冷系统的性能变化,并将实验结果与理论计算结果进行对比。研究结果表明:实验结果与理论热力学计算结果变化趋势一致,喷射器的应用可显著提升跨临界CO_(2)两级压缩制冷系统的性能,其对制冷系统COP的最大提升率可达29.37%;在实验工况下,带喷射器的跨临界CO_(2)两级压缩制冷系统的最优高压压力为8.80 MPa,对应的最优COP为1.63;带喷射器的跨临界CO_(2)两级压缩制冷系统的制冷量和COP随蒸发温度的升高而增大;气冷器出口温度对制冷系统的性能影响显著,随着气冷器出口温度从30℃升至40℃,制冷系统的COP降低61.4%。这些研究成果可为带喷射器的跨临界CO_(2)两级压缩制冷系统的研究提供参考。

不凝结气体对蒸汽喷射器性能影响的数值模拟

以空气作为掺混在蒸汽中的不凝结气体,基于Fluent对蒸汽喷射器内蒸汽和过冷水的直接接触凝结现象进行了CFD数值模拟。研究发现:随着空气质量分数的增加,混合段内的轴向压力升高,凝结冲击的位置向出口方向移动,凝结冲击的强度降低,蒸汽对过冷水的引射作用减弱;蒸汽入口压力增大,混合段和扩压段内的轴向压力降低,对过冷水的引射作用增强。

基于正交试验的蒸汽喷射器喷嘴结构优化

采用计算流体动力学(CFD)技术结合正交试验方法对蒸汽喷射器喷嘴的结构参数进行优化以提高效率。以同时优化喷嘴收缩段形状曲线、喉管长径比以及扩散段角度为目标,将喷射系数(ER)和临界背压(CBP)作为性能指标,建立L9(33)正交表,制定9组试验方案,共77个案例。采用湿蒸汽模型计算蒸汽流动过程中的相变现象。通过极差分析得出了三个参数的重要性顺序并对整体以及喷嘴处的流场进行分析。结果表明:影响蒸汽喷射器工作蒸汽流量、喷射系数和临界背压的主要因素为喷嘴收缩段形状曲线;影响被吸蒸汽流量主要因素为扩散段角度和喷嘴收缩段形状曲线;二次曲线、较小的喉管长径比和较大的扩张段角度有利于降低喷嘴阻力,提高工作蒸汽流量;湿蒸汽模型考虑了喷射器的冷凝现象,对喷射器内部流动的计算更为真实。

低压蒸汽喷射器在蒸馏系统的应用

山东海化纯碱厂针对蒸馏工序钙液温度高,闪发汽回收偏少的问题,在蒸馏塔一次闪发器出气增加喷射器,采用0.1 MPa蒸汽作为一闪蒸汽喷射器动力汽源,改造后一闪真空从0 kPa提高至20 kPa,提高了闪发效果,降低了蒸馏汽耗。

大流量氢气喷射器密封技术研究

介绍了TRIZ理论核心思想及应用思路,利用TRIZ理论开展氢气喷射器关键技术研究,把现代流体技术动力学(CFD)、计算机辅助工程(CAE)模拟计算手段与TRIZ理论相结合,完成氢气喷射器密封技术研究,进行台架试验及发动机试验,结果表明:氢发动机装配自主喷射器能够达到设计要求。

甲醇喷射器腐蚀磨损性能研究

相比传统的汽油及柴油,甲醇燃料腐蚀性更强。甲醇喷射器材料的耐腐蚀性决定了喷射器的工作可靠性,对甲醇喷射器结构和工作原理进行介绍,同时对甲醇喷射器关键运动副材料进行耐腐蚀性研究,最后对甲醇喷射器进行可靠性试验验证,为甲醇发动机应用和推广提供一定的借鉴。

反冲洗用喷射器流场模拟及结构优化

为提高反冲洗喷射器的工作性能,采用工作流场模拟分析和试验验证相结合的方法,在此基础上,通过改变喷射器结构尺寸及工作参数,分析其对性能的影响,包括灵敏度的影响,最后利用Workbench中多目标优化得到最佳的工作点。

气固喷射器的干粉喷洒试验及喉嘴距尺寸

为了研究气固喷射器应用于干粉灭火系统时的特点,在搭建的小模型干粉喷洒试验台上开展了气固喷射器的干粉喷洒试验,以及采用离散相DPM模型开展了干粉颗粒轨迹追踪,主要分析了喷射器3种喉嘴距长度下对喷洒性能的影响.结果表明:在所试验的干粉平均粒径(d 50)为24.3μm和供给量为2 kg/min情况下,干粉的地面分布均匀性主要受供给气体工作压力的影响,工作压力越高,干粉分布越集中;喉嘴距的改变对地面中轴线上降尘量分布曲线影响明显,合适的喉嘴距下具有最高的分布曲线;数值模拟结果表明喷射器的吸入室内存在回流区域.喉嘴距的改变影响了干粉颗粒在吸入室内的停留时间.由追踪的粒径判断,喉嘴距较小时粉尘颗粒容易沉积在喷嘴下端.研究结果可为气固喷射器应用于灭火提供参考.

高速催泪喷射器在警务实战中的应用

当前“用枪难,不敢使用枪支”依然是民警现场处置中一道难以逾越的“鸿沟”。这一态势很可能造成民警既难以有效地进行自我保护,又极大地降低了其控制犯罪嫌疑人的能力。于是,探索非致命性武器的研发和使用就成为当前警用装备中的一个热点。高速催泪喷射器是在警用催泪喷射器的基础上发展而来的。

旁路结构对亚临界喷射器引射效率的影响

针对传统喷射器引射率偏低的问题,通过设置旁路来改善其内部流场。采用数值模拟方法研究了旁路进口角度、宽度和介质压力对喷射器内流体压力、速度、流场以及引射效率的影响规律,探寻研究范围内的最佳参数匹配,并与传统喷射器效率进行对比。结果表明:喷射器结构尺寸、工作流体和引射流体工况固定时,引射系数随旁路进口角度增加先增加后减小;引射系数随旁路进口角度、旁路进口宽度、旁路进口压力的增加先增加后减小,存在最佳旁路进口宽度、进口角度和最优旁路进口压力使两相旁路喷射器引射系数最大。在所研究范围内,最佳旁路进口角度为15°,进口宽度为3 mm,最佳旁路进口压力为618.5 kPa;与传统喷射器相比,相同工况时,最佳结构尺寸和旁路进口压力下的两相旁路喷射器引射系数提高了25.7%~56.8%。

新型气-固喷射器结构参数及性能研究

在工业清洗中,气固两相流清洗方式越来越受重视。设计了一种结构简单、加工方便的新型气固喷射器,针对5种不同结构参数的喷射器,采用CFD对其进行数值模拟,利用拉格朗日和欧拉法相结合的数值模拟方法,通过对比模拟结果找出优化方向,并将所设计的模型3(颗粒入口孔位置位于扩张段出口处、扩张段长度8 mm、出口孔径5 mm)作为最终的优化结果。对优化后的模型进行变工况分析,分别改变颗粒直径及进口压力,模拟结果显示,颗粒直径越大引射能力越好,但是颗粒出口速度越小;对于模型3,在进气压力为0.9 MPa时引射能力达到峰值,但颗粒出口速度随进气压力的增大而增大。

集成蒸汽喷射器的热电协同系统全工况性能分析

为实现热电联产机组的热电解耦和深度调峰,提出集成蒸汽喷射器的热电协同系统,并建立了系统全工况分析模型。以某330 MW热电联产机组为例,集成蒸汽喷射器的热电协同系统作为喷射器协同机组,对比分析了2个机组的运行灵活性和经济性。结果表明:当供热量为795 GJ/h时,热电联产机组与喷射器协同机组的电负荷率调节范围分别为45.99%~81.75%和15.78%~100%,喷射器协同机组具有更高的运行灵活性,机组深度调峰能力突出;在特定工况下,喷射器协同机组在峰谷周期内的整体经济优势明显;喷射器引射比越大,电力高峰期锅炉负荷率越高,峰电量与谷电量的上网电价比越大,机组的整体经济优势越明显;随着供热量的增加,系统的经济收益呈先升高后降低的趋势。

蒸汽喷射器人工神经网络建模

为了改进蒸汽喷射器的设计方法,针对非能动应急喷射冷却系统的核心设备射气抽水式蒸汽喷射器建立了人工神经网络模型,并分析对比了不同训练算法对模型预测效果的影响。结果表明,文中采用的莱文贝格-马夸特算法(Levenberg Marquardt algorithm,LM)、弹性反向传播(Resilient Back Propagation,RBP)和量化共轭梯度(Scaled Conjugate Gradient,SCG)3种人工神经网络模型对试验数据的拟合效果和预测效果均优于传统蒸汽喷射器计算公式,其中以莱文贝格-马夸特算法得到的效果最好,其对试验数据的拟合效果提升了68%,预测结果误差均在15%以内。该文建立的人工神经网络模型为蒸汽喷射器效率提升提供了更精确的方法。

耦合喷射器的高背压机组变工况特性研究

在喷射器辅助供热的背景下,为了研究喷射器变工况特性,对国内外有关喷射器的计算方法进行调研,建立了喷射器计算模型并将模型与高背压机组进行耦合,得到喷射器变工况时工作蒸汽、引射蒸汽、喷射器背压、喷射器开度对喷射器性能的影响。结果表明:喷射器工作流体压力从0.25 MPa增至0.45 MPa,工作流体质量流量先变大后变小,在工作蒸汽压力为设计工作蒸汽压力时喷射器性能最佳;引射蒸汽压力提高,临界背压提高;引射后的混合流体的压力不仅会影响喷射器的工作,也会影响凝汽器工作;相比抽背机组,高背压耦合喷射器机组低压缸最小冷却流量最大可降低140 t/h,供电范围提高43 MW。

PEMFC全功率变流量喷射器流场特性研究

针对质子交换膜燃料电池全功率氢循环对喷射器变流量的需求,提出并设计了不同嵌套方式的四喷嘴喷射器,以实现不同工况下变流量性能。为研究不同嵌套方式喷射器的流场特性及其循环性能,采用计算流体力学方法对喷射器进行建模和分析。结果表明,部分嵌套喷射器的内部流场比全嵌套喷射器的内部流场稳定;当二次流压力和背压不变时,一次流压力从6 bar(1 bar=100 kPa)增加到10 bar,部分嵌套喷射器引射比先上升后下降,在压力为7 bar时存在最大值;而全嵌套喷射器引射比是下降的趋势,通过与实验数据的比较,部分嵌套喷射器具有更优的性能;最后通过多喷嘴PWM逻辑控制,实现了170 kW燃料电池全功率变流量拟线性调控性能,满足燃料电池在变功率运行下的氢循环需求。