压气机内有效滞止压力概念及其应用探索

提出了有效滞止压力的概念来综合考虑流体微团速率与方向对其做功能力的影响,并结合风扇/压气机内部流动的设计要求,从工程应用层面给出了有效滞止压力和压差系数的定义.初步结果表明,有效滞止压力的应用可以更好地反映流动方向对叶轮机非定常流场的影响,并使得流场性能参数对流场质量的变化更敏感,对于合理分析非定常流场是有益的.

滞止压力低至10 kPa的音速喷嘴量值溯源方法探析

为解决的气体流量计量校准技术无法实现航空发动机在低压工作条件下气体流量的直接校准和量值溯源的问题,对音速喷嘴在较低滞止压力条件下的直接校准和量值溯源方法进行探析与研究。首先,采用pVTt法气体流量基准装置在大气压条件下对4块名义喉径为40mm的音速喷嘴进行了测试;其次,基于5支标准音速喷嘴,采用音速喷嘴串联的方式实现了最低至10kPa滞止压力的音速喷嘴的实流校准;最后,对测得的流出系数与喉部雷诺数的平方根倒数进行了线性拟合。基于拟合程度较高的线性拟合结果,验证了该校准方法的可行性和准确性。

基于滞止压力分布计算高压淹没水射流含气率

空化是高压淹没水射流的基本特征,气相的体积浓度对射流速度和侵蚀能力有重要影响。目前对空化机理研究不成熟,工程中对射流空化锥的含气率计算和定量测试均存在困难。该文基于高压淹没自由射流速度方程,射流横断面动量通量守恒和空化泡的湍流减阻效应,得出射流涡黏系数和含气率的2次方相关,经验系数α和含气率的-5/2次方相关;并建立了射流横断面含气率分布与滞止压力的关系;再根据气泡的力学平衡和功能转换,建立绝热及空间受限条件下空化含气率和速度参数的-2次方相关的关系;结合试验测得射流滞止压力,计算出射流横断面上的速度分布、含气率分布以及相关的系数c_(1)和c_(2)。该文建立了通过测滞止压力分布推算高压淹没水射流速度和含气率分布的方法。

加氢装置冷高压分离器设计压力选取

高压设备的设计压力选取对于加氢装置的安全生产至关重要,若设计压力选取过低,会造成压缩机停机时安全阀起跳几率高,个别设备的操作压力可能会超出设计压力,导致系统安全系数较低;若设计压力选取过高,则会带来相应的投资增加。文章介绍了一种依据API 521(第6版)标准计算循环氢回路滞止压力及确定冷高压分离器设计压力的方法。通过对某套渣油加氢装置两次循环氢压缩机联锁停车事故中收集的现场实测数据进行整理、分析,并与利用该方法计算得到的结果进行对比,发现该方法的计算结果与实际生产采集到的操作数据高度吻合,可以相对准确地确定循环氢回路的滞止压力。该方法对于新建和改造加氢装置如何确定设计压力有一定的指导意义。

周进周出矩形沉淀池配水孔分布的数值模拟

针对周进周出矩形沉淀池中配水孔的设计方法不明确,根据某具体工程实例设计了模型系统,主要包括进水渠、配水孔和出水收集渠,利用两相流非定常数值计算对其进行仿真模拟,统计各配水孔的流量大小,并将仿真结果与试验结果进行对比。在确认数值计算精度的前提下,对模型系统中的配水孔布置方式进行优化,获得最佳布置参数。根据优化结果,提出明确的换算方法,将优化结果应用至示范工程,并利用数值计算进行效果验证。

气体燃料喷射装置的稳态流动特性研究

为了揭示气体燃料喷射装置的喷射规律,建立两种采用不同方式开启菌形阀的喷射装置仿真模型和两种采用不同密封方式的流闭型喷射装置仿真模型,通过Fluent软件进行三维稳态计算,从出流速度分布、滞止压力损失、菌形阀受到的侧向力以及背压力等方面对比分析稳态流动特性;使用有效喷射压力概念,实现对气体燃料喷射装置喷射效率的评价。研究结果表明,在一定压差条件下,流闭型喷射装置的出口稳定流速高于流开型喷射装置的出口稳定流速,流闭型喷射装置的喷射效率达56.0%,而流开型喷射效率仅有50.3%,流闭型气体燃料喷射装置稳态流动特性优于流开型喷射装置的稳态流动特性;采用平面密封方式的流闭型喷射装置喷射效率为55.2%。

底部导流板形式对高速列车气动阻力的影响

为减小高速列车运行时的气动阻力,设计直式、斜式、内圆弧式和外圆弧式等4种转向架前后底部导流板的高速列车模型.通过风洞试验验证数值模拟方法的有效性,采用数值计算分析底部导流板对列车气动阻力和底部流场的影响.结果表明:不同形式底部导流板的列车总阻力相差可达20%,其中头车气动阻力因数极差值最大为0.062.导流板影响列车底部气流速度和转向架区域压力分布,其导流作用使得转向架区域气动阻力和转向架的阻力同时改变.转向架前后导流板的导流效果越好,转向架区域的气动阻力越小;同时,气流冲击使得转向架上的滞止压力增大;在二者的共同作用下高速列车的总阻力存在一个较小值.底部采用直式导流板对降低全车气动阻力的效果最好.

直边人口直通道临界流的理论研究

在Ｈｅｎｒｙ模型的基础上，作了一系列改进并对摩擦进行了修正，得到一均匀非平衡模型。该模型比Ｈｅｎｒｙ模型计算范围广，可计算初始饱和、欠热液体及进口含汽量不为零的直边入口、直通道、Ｌ／Ｄ＞１２的临界流。

一种液体喷射注射系统的设计与检测

液体喷射注射器是一种利用高速药物射流对人体进行药物和疫苗注射的注射系统。影响注射器注射质量的系统参数有:喷孔直径、喷射速度、药物注射剂量、安瓿直径、推射压力和冲撞距离等。与这些参数相关的喷射滞止压力是预测喷射能否穿透皮肤的依据,而喷射功率是描述喷孔直径和喷射速度对注射质量影响的综合参数。根据喷射功率和滞止压力的相关性质,提出一种确定液体喷射注射器关键参数的简便方法,基于这种方法设计了一种喷射注射系统,最后通过所构建的实验系统检测了这种注射系统的喷射性能。结果表明,所提出的方法确定液体喷射注射器的设计参数,其相关喷射性能与已报导的国外喷射注射产品的喷射性能较为一致。

脆性材料在超高压磨料射流钻孔过程中的破损机理研究

针对高压磨料水射流对脆性材料进行钻孔时,脆性材料极易在钻孔初始瞬间及钻孔过程中发生脆性破裂的问题,进行深入理论研究。通过分析高压磨料水射流的工作原理,和观察本课题组前期所做的大量实验,得出钻孔初始瞬间及钻孔过程中水和磨料分别对脆性材料的作用机理为:1)钻孔初始阶段,当喷嘴上方的阀门打开时,水射流柱与固体表面接触初始瞬间,水射流束通过压缩波对固体表面产生一个非常高的压力,如果该动压力超出了材料本身所能承受的临界压力,材料就会发生脆性破裂;2)钻孔过程中,压缩波传递到水射流柱自由表面,而磨料从磨料罐进入混合腔需要一定时间(最多为几秒),这个时间段还是纯水射流对固体材料发生作用,而产生滞止压力,如果该滞止压力超过了材料本身所能承受的临界压力,材料也会发生脆性破裂。

无针注射射流穿透表皮机理理论研究

由于表皮是外界与体内的屏障,因此无针注射喷射速度和初始滞止压力必须达到穿透表皮临界值。通过具体建立其穿透前变形的数学模型并结合其破裂过程,计算在0.1mm表皮厚度和喷嘴口径100～340μm下的射流穿透表皮的临界初始速度及滞止压力。并与已知数据比对来验证计算过程可靠性,而为无针注射器的设计提供一定的理论依据。

210吨转炉高效吹氧技术研究与实践

涟钢210吨转炉为实现高效吹氧,需重新对氧枪喷头进行设计。通过采用5孔氧枪替代6孔氧枪,并进行实验对比,结果表明：新设计的5孔高效吹氧喷头,能够提高氧气利用率,提高脱磷效果。

音速喷嘴气体流量标准装置流量的准确定位

针对音速喷嘴气体流量标准装置存在流量定位误差大的问题 ,本文提出了流量准确、快速定位的方法。

盘式磁流体发电机中最佳种子份数变化规律研究

在磁流体发电机中,为了提高工质电导率,通常需要加入少量低电离电位的碱金属,即种子。前期研究表明,在一定工况下存在最佳种子份数使发电机性能最优。本文通过非稳态准一维数值模拟,研究了盘式磁流体发电工质电离、等离子体流动和发电机性能特性,获得了热源参数和磁感应强度对最佳种子份数影响的变化规律,提出较宽最佳种子份数变化范围的调控方法。模拟结果表明,对于所给定的发电通道,在热源条件一定时,随着磁感应强度增加,最佳种子份数及其变化范围减小,种子流量的控制越精确。当磁感应强度一定时,随着热源滞止压力降低,最佳种子份数几乎保持不变,而且,最佳种子份数的变化范围增大,降低了种子流量控制的要求。另外,磁感应强度越低,在较低的热源滞止压力条件下,最佳种子份数变化范围越宽。

核电厂安全壳喷射碎片问题研究

本文结合法规规范的要求,针对核电厂安全壳喷射碎片问题,在充分研究了国外试验和分析技术的基础上,提出了喷射碎片问题相关的碎片源项材料确定方法和一种通用的碎片喷射试验方案。基于工程经验安全壳内的所有材料都可能是碎片源项材料,可采用直接排除、破坏压力比对、喷射试验等方法来确定喷射造成的碎片数量和类型。破口喷射后的滞止压力与破口尺寸无关,喷射试验时应确保影响区域的球体半径与破口直径的比值L/D值一致。分析结果表明,温度越低滞止压力越大,因此喷射试验时应选取温度较低处的破口参数。可保守采用空气喷射的方法来开展喷射试验,空喷试验台架的储罐体积、喷嘴尺寸和初始压力配合选取后能满足试验模化准则要求。

工业锅炉前拱区空气动力场的试验研究

近年来，我国的工业锅炉出力不足和热效率偏低的问题很突出，既造成大量能源的浪费，又影响生产。研究表明：解决的最可行方法是合理地设置炉拱。本文利用冷态模型试验台对影响前拱区的因素进行的试验研究证实，后拱气流犹如一射流进入前拱区并在那里作受限流动，此射流受前拱阻挡而前拱面形成滞止压力点，称之为前拱面撞击点，并发现过高、过低的气流撞击点位置都使前拱旋涡区的旋涡强度减少，使锅炉的引燃和混合性能大大下降、同时在过低的气流撞击点位置时，还易引起前拱区烟气闷塞。

淹没磨料射流场模拟计算分析

通过对高压磨料射流的多相流模型的研究,数值模拟了淹没磨料射流流场与压力场.指出颗粒相速度分布始终小于水相速度的分布,颗粒相最大滞止压力普遍较水相增加100%以上.分析了淹没磨料射流流场与压力场随泵压、围压的变化规律.指出随着泵压增加,水相速度与颗粒相速度增加幅度相同;随围压的增加,水相速度与颗粒相速度减少幅度一致.

Investigation of thermal protection system by forward-facing cavity and opposing jet combinatorial configuration

This paper focuses on the usage of the forward-facing cavity and opposing jet combinatorial configuration as the thermal protection system (TPS) for hypersonic vehicles. A hemispherecone nose-tip with the combinatorial configuration is investigated numerically in hypersonic free stream. Some numerical results are validated by experiments. The flow field parameters, aerodynamic force and surface heat flux distribution are obtained. The influence of the opposing jet stagnation pressure on cooling efficiency of the combinatorial TPS is discussed. The detailed numerical results show that the aerodynamic heating is reduced remarkably by the combinatorial system. The recirculation region plays a pivotal role for the reduction of heat flux. The larger the stagnation pressure of opposing jet is, the more the heating reduction is. This kind of combinatorial system is suitable to be the TPS for the high-speed vehicles which need long-range and long time flight.

临界流文丘里喷嘴的最大允许背压比

一、临界流文丘里喷嘴的最大允许背压比与临界压力比 设临界流喷嘴的进口压力为p1、滞止压力为p0、喉部压力为p＊、出口压力为p2。增大临界流喷嘴的滞止压力p0或减小临界流喷嘴的出口压力p2,即减小背压比（p2/p0）,则流过临界流喷嘴的气体流量增加。当背压比减小到使临界流喷嘴达到临界压力比（p＊/p0）c时,气体的流量达到最大,此时的背压比即为最大允许背压比,气体流速为当地声速。再继续降低背压比（p2/p0）,流过临界流喷嘴的气体流速将保持不变。

充气式气动减速器气动特性数值分析

根据'中国火星探测计划'的任务规划,我国预计将在2020年实现火星着陆巡视。要想顺利实现火星探测器的软着陆,精准地掌控从进入大气到着陆的EDL过程至关重要。EDL过程通常分为气动减速、降落伞减速、动力减速和着陆缓冲4个阶段[1]。