燃烧轻气炮多级渐扩型燃烧室流场特性数值研究

为了分析多级渐扩型燃烧室结构对燃烧轻气炮氢氧燃烧特性的影响,通过计算流体力学方法,分别对采用传统圆柱型燃烧室和多级渐扩型燃烧室的燃烧轻气炮氢氧燃烧发射过程进行数值模拟。对比结果表明,多级渐扩型燃烧室结构能够明显地减小燃烧室压力波动幅度,提高氢氧燃烧稳定性;多级渐扩型燃烧室内形成回流区,可以减小气流轴向运动速度;火焰扩展形态与渐扩型结构相吻合,燃烧反应区表面变化平稳;多级渐扩型燃烧室结构对氢氧火焰传播过程和压力波动现象有着重要影响。

渐扩型流场PEM燃料电池性能影响研究

流场板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的重要部件之一。本文设计了一种流道渐扩型的流场板,组装了25cm2的单电池,并运用燃料电池测试系统测得该流场的燃料电池的极化曲线和电池内阻等性能参数,研究了气体加湿度以及电池安放角度对渐扩型流场的燃料电池性能的影响。研究结果表明:在气体100%加湿条件下电池能够获得最好性能,随着重力角度的增大,燃料电池竖立放置时性能最优,而燃料电池平放时性能最差。

渐扩型自航发射鱼雷内弹道模型与仿真

为探讨采用渐扩型自航发射管是否提高了鱼雷出管速度和补水压差引起的附加阻力对鱼雷出管速度的影响程度,通过对自航管内非常局限性边界条件下鱼雷受力的分析,建立了渐扩型自航发射管的内弹道模型。结合鱼雷在管内各阶段的运动状态,对渐扩管引起的流体阻力实时计算,进行了计算机仿真。通过仿真结果的比较,证明采用渐扩型自航发射管提高了鱼雷出管的速度,为以后自航发射装置的设计和改进提供了一定的理论基础,并通过比较,说明了补水压差引起的附加阻力也是影响鱼雷出管速度的重要因素之一。

渐扩型流道空化特征的实验研究

渐扩型流道是液压元件中最常见的一种阀口结构,为了研究渐扩型阀口结构中的空化流动特征,该文设计了一种渐扩型阀口流道结构,通过实验研究了随进口压力的提升,阀口空化现象的变化。实验研究发现,空化首先出现在阀口拐角上侧;随着进口压力的提升,空化体积向着类三角形形态发育;渐扩型阀口空化体积随进口压力的提升,呈线性分布。

渐扩边界形状对双股燃气射流扩展特性影响的实验研究

为了研究控制整装式液体发射药火炮内弹道稳定性的方法,设计了不同结构的多级圆柱渐扩型观察室,采用数字高速录像系统,观察并讨论了双股燃气射流在液体药模拟工质中的扩展过程,对比了不同的渐扩结构、喷射压力、喷孔中心间距、喷嘴直径等参数对双股燃气射流在液体工质中扩展特性的影响。实验结果表明,多级渐扩型结构能够有效控制气液的湍流掺混特性,且喷射压力较大时,双股燃气射流沿轴向扩展较为迅速,气液的湍流掺混也较剧烈;而喷孔间距较大时,双股燃气射流的轴向扩展速度相对较小,射流沿着径向扩展较为明显,双股燃气射流最终发生汇聚的时间也较晚。

变截面半圆通道内超临界二氧化碳热工水力性能研究

建立了不同半圆通道的数学和物理模型,并通过与实验数据的比较,验证了所建立模型的准确性。研究了超临界二氧化碳(S-CO_(2))在等截面半圆通道、渐扩型和渐缩型通道内的热工水力换热性能,并分析了不同通道和压力对S-CO_(2)在变截面半圆通道内的热工水力性能的影响。结果表明:相较于均匀截面半圆通道,渐扩型通道恶化传热,渐缩型通道强化传热;入口和出口半径比为1.0:0.5的渐缩型半圆通道的总体换热系数最大提升了39.93%,流动传热综合性能评价因子PEC最大为1.346;当压力越靠近临界压力或热通量较低时,传热性能越高。最后,从场协同性和湍动能分布的角度解释了渐缩型变截面通道强化传热的原因。研究结果可为S-CO_(2)循环系统冷却器的设计与优化提供新的思路和理论指导。

双股燃气射流在充液室内扩展特性的实验研究

为了探索高温高压双股燃气射流在整装式液体工质中的扩展特性,设计了五级圆柱渐扩型观察室和圆柱型观察室,借助数字高速录像系统,观察了双股燃气射流在充液室中的扩展过程,对比了不同的观察室边界以及不同的参数条件对双股燃气射流扩展过程的影响。实验结果表明,圆柱渐扩型观察室结构更有助于改善气液的掺混特性,通过参数的合理匹配可以一定程度上控制双股燃气射流在三维充液室中的扩展过程。

四股燃气射流在整装式液体中扩展特性的实验研究

为了探索控制整装式液体发射药火炮燃烧稳定性的方法,设计了多结构的圆柱及圆柱渐扩型观察室,利用高速数字录像系统记录了四股燃气射流的扩展过程,通过处理射流扩展过程的序列图,得到不同时刻燃气射流头部的平均轴向位移,对比了采用不同渐扩比的A型、B型和G型观察室以及在A型观察室中不同喷孔压力、喷孔直径、喷孔中心间距等参数对四股燃气射流在液体工质中扩展特性的影响。实验结果表明:多级渐扩型结构能够通过台阶的诱导作用,增强射流径向扰动,当渐扩比(ΔD/L)从0.3增加到0.6,射流轴向位移减小了10.8%;随着喷孔压力增大,气体射流强度增大,喷孔压力从9.18MPa增大到15.30MPa,t=4ms射流轴向位移增加了20.9%;当喷孔直径从1.4mm增大到2.0mm时,轴向位移较快,气液掺混较剧烈,t=5ms射流轴向位移增加了24.1%;增大喷孔中心间距,可以使径向扩展更加充分,减慢轴向扩展,当喷孔间距从16mm增大20mm时,t=5ms射流轴向位移减小了20.6%。

覆盖型岩溶区地面塌陷的两种力学分析模型及其应用

以地面塌陷的地质模式为基础,建立了覆盖型岩溶区地面塌陷的两种力学分析模型——整体垮塌型和土洞渐扩型;讨论了两者的力学形成机制,提出了稳定性分区原则。其分区原则与桂林地区塌陷的统计规律基本吻合。

含能气体射流与液体相互作用的实验研究

为了研究整装式液体发射药的燃烧稳定性的控制方法,设计了点火喷射模拟装置及4种多级渐扩型观察室,利用数字高速摄像系统,观察含能气体射流在液体模拟工质中的扩展过程,并对实验中出现的喷孔壅塞现象进行了分析.结果表明:射流在渐扩型结构中扩展稳定,喷射压力、喷孔直径和渐扩结构对射流扩展形态和气液掺混过程有显著影响,通过合理调整这些参数,可以实现对射流扩展过程的有效控制;喷孔壅塞时射流扩展形态非对称,影响气液掺混,不利于控制射流的稳定性.

旋风分离器结构优化实验研究

为了在降低旋风分离器压降的同时维持较高的分离效率,设计了一种新型旋风分离器。采用弧形导流板分隔进气的入口结构、渐扩型排气的出口结构、加长型的筒体和锥体的结构,有锥顶过渡段的灰斗结构,并匹配了合理的尺寸。为了验证新型分离器的性能,将新型结构的旋风分离器与基准PV型分离器进行了并联对比实验。以空气为实验介质,实验粉料为滑石粉,在入口气速为14.2~21.2 m/s、入口含尘浓度为0.01 kg/m^3时,同时测量了新型分离器与PV型分离器的效率和压降。对比实验结果表明,相对于基准PV型分离器,新型旋风分离器的平均压降降低了21.91%,且分离效率基本保持不变。