缩放型喷嘴产生的空化射流流场数值模拟

应用Standardk-ε,RNGk-ε和Standardk-ω湍流模型对缩放型喷嘴内部湍流流场进行数值模拟,结合理论及质量流量测试试验对数值模拟结果进行对比验证。结果表明:RNGk-ε湍流模型最适合用于数值模拟缩放型喷嘴内部的湍流流场;RNGk-ε湍流模型数值模拟结果显示缩放型喷嘴收缩角使喷嘴喉管部产生了低压场,压差的产生使水射流的空化效果得到了提高。

缩放型导流筒气升式内环流生物反应器气相含率研究

研究了传统圆柱型和三种不同结构缩放型导流筒气升式内环流生物反应器的气相含率，用排液体积法和压差法分别测定了总气相含率、下降区气相含率及分离区气相含率，并通过质量衡算求得上升区气相含率．实验结果表明，气相含率随通气速率提高而增大，三种不同缩放结构参数导流筒的气相含率较接近，且均高于传统圆柱型导流筒气相含率；对于空气—ＣＭＣ溶液系统，随着介质粘度增加，气相含率下降２％～５％；对于三相系统，随着固含率增加，气相含率提高１％～４％．

背压对缩放型流道涡轮动叶激波结构的影响

本文采用数值模拟的方法对具有缩放型流道动叶的涡轮级中的激波结构进行了数值研究。在近设计工况下,随叶高的不同,缩放型流道动叶尾缘的相对马赫数分布不同,尾缘燕尾型激波的强弱及其在相邻叶片吸力面的反射波也不同。由于叶片吸力面60%轴向弦长处为一内凹壁面,在该处将会产生一束较强的微弱压缩波,在叶片顶部,该微弱压缩波在通过燕尾波后不远处即发展为一较强的斜激波。随背压增加,动叶尾缘燕尾形激波及其在相邻叶片吸力面上反射波的强度会发生变化,一般来说会减弱,但叶顶由于微弱压缩波所形成的激波会得到强化。

缩放型导流筒气升式内环流反应器特性──气液两相非牛顿流

主要从气相含率、液体循环速度和体积氧传质系数方面，研究气液两相非牛顿流体在缩放型导流简气升式内环流反应器的流体力学与传质特性．内导流筒分别采用一种传统圆柱型和三种不同结构参数的缩放型，实验条件为空气－ＣＭＣ两相非牛顿流系统．实验结果表明，与传统圆柱型导流筒相比较，缩放型导流简气相含率和体积氧传质系数均显著提高．在ＣＭＣ浓度分别为０ｍｇ／Ｌ、 １００ｍｇ／Ｌ、 １５０ ｍｇ／Ｌ及２００ ｍｇ／Ｌ的情况下，同一内管反应器随着介质粘度的增加，气相含率、液体循环速度和体积氧传质系数均下降．

旋流喷嘴缩放型出口的流动特性

利用VOF(volume of fluid)方法对旋流式喷嘴气液两相流动进行了数值模拟。分析了缩放型出口结构功能和其内的流场特征。结果表明,喷嘴出口处液膜厚度和速度分布存在周向不均匀性。旋流室与出口段的结构连接方式较充分地利用了旋流室的加速功能,但也会造成流场方向强烈扭曲。随入口压力增大,出口液体的径向、切向和轴向速度均增大,而液体速度方向变化微小。收缩段和喉部上部对液体有加速作用;喉部能较平滑的引流;扩张段损耗了液体速度,但足够长的扩张段有控制液体喷淋方向作用。

缩放型导流筒气升内环流反应器液体循环速度的研究

研究气升式内环流生物反应器液体循环速度，分别采用一种传统圆柱型导流筒和三种不同结构参数缩放型导流筒，试验条件分别为空气－水和空气－ＣＭＣ两相系统以及空气－水－树脂三相系统。试验结果表明，对于空气－水和空气－ＣＭＣ溶液两相系统以及空气－水－树脂三相系统，液体循环速度随通气速率提高而增大；在同一通气速率情况下，圆柱型导流筒反应器液体循环量大于缩放型导流筒反应器；对于空气－ＣＭＣ溶液两相系统，随着介质粘度增加，液体循环速度下降；对于空气－水－树脂三相系统，随着固含率增加，液体循环速度下降。在全环路能量衡算基础上，建立空气－水两相系统条件下液体循环速度数学模型。

缩放型冷却孔结构参数对燃气轮机动叶气膜冷却效果的影响研究

为了增强燃气轮机动叶的气膜冷却效果,提出一种缩放型气膜孔结构,采用数值模拟的研究方法,模拟了吹风比M?1.0、主流湍流度Tu?5%时,分别带有扩张角度??0?、??5?、??10?和??15?的4种缩放型冷却孔叶片的气膜冷却效果,并用平均气膜冷却效率和不均匀系数两个新型评价指标辅以评价叶片冷却效果。研究结果表明:缩放孔型的扩张角度由??0?增加至??10?的过程中,无论是在叶片压力面还是吸力面上,气膜冷却效率整体呈递增趋势,其纵向平均气膜冷却效率和横向平均气膜冷却效率逐渐增大,不均匀系数降低,冷却效果增强。当扩张角度增大至??15?时,相对于带有??10?孔型的叶片,其压力面和吸力面上的气膜冷却效率出现下降,纵向平均气膜冷却效率和横向平均气膜冷却效率减小,不均匀系数增大,冷却效果变差;在带有不同孔型的叶片的中后缘位置都出现了明显的高冷却区域,带有扩张角度??10?孔型的叶片在该区域的冷却优势更明显;4种孔型在叶片吸力面上气膜覆盖的整体均匀度都要比压力面高。

缩放型导流筒气升式内环流反应器特性——气液两相牛顿流

从气相含率、液体循环速度和体积氧传质系数方面研究气液两相牛顿流体在缩放型导流筒气升式内环流生物反应器内的流体力学与传质特性.内导流筒分别采用传统圆柱型和三种不同结构参数的缩放型,实验介质为空气—水两相牛顿流体系.结果表明,与传统圆柱型导流筒比较,缩放型导流筒气相含率提高10%以上,体积氧传质系数在较大范围内提高.圆柱型导流筒反应器的液体循环量(Ar·ULr)大于各缩放型导流筒反应器的液体循环量.还在Higbie穿透理论和Kolomogoroff各向同性理论的基础上建立了体积氧传质系数与操作条件管结构参数间的关联式.

折叠缩放型被褥架在皮肤疾病护理中的临床应用

目的:避免被褥直接压迫和接触皮肤疾病患者的伤口,提高皮肤疾病患者被褥的保洁度和病人的舒适感。方法:选择皮肤疾病住院患者100例,随机分为对照组和实验组各50例。对照组实施常规护理,实验组在常规护理的基础上使用以空心小园柱不锈钢管为基础材料制成的折叠缩放型被褥架进行临床护理。结果:对照组病人在住院第1周里被套因被伤口渗出液、药物等沾污而更换的频次为284例次,实验组为70例次;对照组病人舒适感为76分,实验组为91分;两组被套更换频率和病人舒适感比较,差异均具有统计学意义(2=47.73、F=98.19,P值均<0.05)。护士对被褥架的使用满意度为100%。结论:折叠缩放型被褥架制作简易,可以折叠伸缩,大小可控,占用空间较小,使用方便,可以避免被褥直接压迫和接触皮肤伤口,提高了病人的舒适感和被褥的保洁度,减少了护理工作量。

缩放型入口对石膏旋流器分级效率的影响分析

针对火电厂石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统中的石膏旋流器,提出了一种新型缩放式入口结构。应用Fluent软件,对不同入口结构下石膏旋流器内的三维速度场进行了模拟,并通过DPM离散相模型对不同粒径的石膏颗粒进行轨迹追踪。模拟结果表明:采用缩放型入口时,入口段内石膏浆液的运动速度有所降低;不同粒径石膏颗粒在入口段能够实现初步分离,有效减缓了"底流夹细"现象。

缩放型烟囱的设计与应用

根据缩放型喷管的原理，将喷管喉部断面和扩压段出口断面分别与电站锅炉最小排烟量与最大排烟量相对应，解决了烟囱难以适应锅炉负荷变化的问题，避免了低负荷时，排烟速度过低而发生倒灌的危险，同时也解决了电站烟囱难以考虑扩建预留容量的问题。

基于LES/FW-H混合方法的缩放型喷嘴空化与噪声特性研究

该文采用大涡模拟(LES)与Rayleigh-Plesset空化模型相结合的方法,对缩放型空化喷嘴的瞬态流场进行数值仿真研究,成功捕捉到射流场中的空泡运动和旋涡脱落过程。以包络空泡及旋涡结构的曲面为可渗透声源面,采用Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)声类比方法,获取缩放型喷嘴的空化噪声特性。在空化流场的分析过程中,以压力系数为空化研究参数,发现:喷嘴内部空化现象主要由剪切作用诱导的旋涡以及喷嘴喉部的文丘里效应共同引起;喷嘴外部空泡运动受旋涡所致低压区域和射流冲击作用产生高压区域共同影响。在空化噪声的分析过程中,该文建立了一种空化喷嘴涡流信号和空泡信号的分解方法,其通过监控及对喷嘴出口界面上Q_(max)的时域信号进行频域分析,可将涡流频率成分从空化流场的压力频谱中成功分离出来。

燃气轮机动叶缩放型气膜孔冷却效果的数值模拟

为了增强燃气轮机动叶气膜冷却效果,提出一种缩放型气膜孔结构。采用数值模拟的研究方法,模拟了当吹风比M=1.2、主流湍流度Tu=5%时,不同孔间距下分别带有圆柱型气膜孔和缩放型气膜孔叶片的气膜冷却效果。研究结果表明:无论是在叶片压力面还是吸力面,带有缩放型气膜孔叶片的气膜冷却效果总体要优于圆柱型气膜孔叶片;在圆柱型气膜孔和缩放型气膜孔叶片表面,覆盖的气膜整体朝向叶片偏转角流动,由于叶片受到前缘冷却的影响,叶片后缘位置的气膜冷却效率更高,整体呈现出偏转叠加效应,带缩放型气膜孔的叶片在后缘位置冷却优势更加明显;随着孔间距的减小,两种孔型叶片的平均气膜冷却效率都呈现递增趋势,冷却性能得到提高。

跨声速缩放型流道涡轮平面叶栅流场的实验研究

本文采用实验方法研究了跨声速缩放型流道涡轮平面叶栅在不同攻角、不同落压比时的进出口参数、叶表静压及端壁静压分布,并利用纹影显示技术记录了零攻角下不同落压比时流道内波系结构的变化过程。结果表明:此缩放型流道涡轮叶栅中攻角仅对约30%轴向弦长之前的叶表静压有明显影响;随着落压比的增大,流道内的波系由正激波转变为斜激波,叶栅损失减小,并且波系逐渐向流道出口移动,吸力面压力突跃位置向叶片尾缘靠近。

吸力面凸台对缩放型流道涡轮动叶气动性能影响的数值研究

本文采用数值模拟的方法对1＋1/2对转涡轮高压动叶吸力面内伸波作用位置添加凸台以降低激波损失的机理进行了研究。通过详细的数值模拟及流场分析可知,加凸台对于涡轮级间的匹配关系不会带来明显的影响,合适的凸台位置及高度能有效地抑制内伸波引起的边界层分离,并在一定程度上减小内伸波的强度,提高涡轮效率.本文研究结果显示,当凸台位于高压动叶吸力面84%～86%轴向弦长,最大高度为1 mm,且与叶片表面光滑连接时,效果最佳,此时涡轮效率提高约0.11%。

冷气喷射对缩放型流道涡轮叶栅性能及流场影响的数值研究

本文利用数值模拟方法详细研究了缩放型流道叶栅中从六个不同轴向位置处以不同的质量流量比喷射冷气对叶栅流场性能的影响,对比分析了能量损失系数、叶表静压分布、流道内马赫数分布等,结果表明冷气喷射对叶栅性能的影响和内伸波的影响是不同的。叶栅性能的变化主要是由于冷气喷射导致叶型损失的变化引起的,当冷气从吸力面内伸波作用位置附近及前缘滞止线附近喷射时,冷气与主流的掺混剧烈且持续到叶栅出口处,使得叶栅损失增加;当冷气从压力面和吸力面喉口位置处射流时,叶栅损失减小。在吸力面内伸波反射点附近射流时,由于冷气的滞止作用使得冷气孔前的压力增大,进而减小内伸波前后压差,减弱内伸波强度。

带有缩放型流道的无导叶对转涡轮特性研究

本文发展了一种以气动函数为基础计算无导叶对转涡轮特性的方法。在常规涡轮特性计算方法的基础上,针对1+1及1+1/2对转涡轮的特点,分别提出了不同的处理方法,并对计算过程中需要考虑的问题及解决方法进行了详细的讨论。通过理论与数值研究相结合的方式,对提出的计算方法和编制的软件进行了验证。研究表明,经过改进的涡轮特性计算方法可以用于计算对转涡轮,且计算结果与商用软件数值结果吻合较好。

动叶具有缩放型流道的涡轮级效率特性分析

针对一动叶采用缩放式叶型设计、以无导叶对转涡轮为应用背景的涡轮级,通过数值模拟进行研究发现,在设计换算转速下,该涡轮级效率特性呈现"双峰僧'的特点。随着落压比增大,首先动叶进气攻角由负变为零,效率升高并达到极大值;其后,动叶流道内形成正激波,其自身产生波阻并在吸力面引起边界层分离,效率下降;随后,该激波向下游移至叶片尾缘,尾迹损失明显增加,加上波阻、边界层分离的综合作用,效率达到极小值;然后,该激波演变为尾缘斜激波,自身波阻减小,而且它在吸力面引起的边界层分离消失,流道内总体损失下降,效率又会上升并在设计点附近达到极大值;其后,该激波波前马赫数不断增大,波阻损失随之增加,同时尾迹损失也持续增加,效率又会下降。结果显示,高负荷跨音工况下激波与边界层干扰引起的边界层分离损失以及动叶高出口马赫数时尾缘区域的损失(包括波阻损失和尾迹损失)占总体损失的至少1/2以上,在设计优化过程中应重点关注与之相关的动叶吸力面扩张段和叶片尾缘区域。

16V240ZJ型柴油机改进缩放喷孔及三维流场分析

基于16V280ZJ型柴油机喷油器喷孔空化,为了得到更快的燃油喷射速度和可控的空化现象.利用计算流体动力学(CFD)方法,采取多相流模型探究影响新型喷孔性能的因素.在进口压力为108MPa和出口压力0.1MPa的最大压差工况下,对新型喷孔内部流场进行数值计算分析.结果表明,新型喷孔提升了出口流量,能够缩短喷油持续期.流体通过渐缩渐扩型喷孔的最小截面处附近将产生剧烈压降,其后段产生低压区,空化现象产生的起始端在截面最小处;最小截面的所在位置影响出口速度及质量流率,并且存在一个位置使得出口速度最大;渐扩段比重越大,空化区域越大.渐扩段比重越小,靠近壁面的气相体积分数越大即空化越剧烈.

空化水喷丸工艺中喷嘴几何参数对空化行为影响的研究

空化水喷丸是利用微小空泡群在固体边界附近溃灭时产生的冲击波压力和微射流来强化金属材料表面,而这些空泡群则是由缩放型喷嘴产生的空化射流所提供。因此,缩放型喷嘴的空化性能可直接影响喷丸效果。利用FLUENT计算软件对缩放型喷嘴产生的淹没式空化水射流进行计算机模拟,并模拟分析了喷嘴喉部直径和喷嘴扩张角对流场中空化行为的影响,同时使用Fujifilm压敏试纸对垂直于空化水射流轴线的截面上的冲击压力场进行测量。结果表明,随着喷嘴喉部直径的增大或喷嘴扩张角的减小,流场中的整体汽含率会升高,试验测得的最高冲击压力高达300 MPa。