水下超音速气体射流胀鼓和回击的关联性研究

阐述了水下超音速气体射流的实验研究结果.用高速摄影仪实时记录了水下超音速气体射流喷射的状态,清晰地演示了射流气体在上中游流域的演化过程.具体分析了水下高速气体射流的动态不稳定性形貌,并从实时记录的射流照片中统计测量出了胀鼓和回击随机频率.结果发现,胀鼓频率越大,回击频率越大;胀鼓频率随着喷嘴的驻室压力与出口背压的比值增大而增大.通过胀鼓与回击事件前后实验数据的对比分析表明其二者之间存在相关性:胀鼓和回击均由射流内部压力振荡引发并且存在一定的随机性;胀鼓是回击前的能量积聚一个前征和表现,当胀鼓的振荡即能量积聚到一定程度后,引发回击.

V带成型鼓受力分析与胀鼓动力计算

简要叙述了包布型Ｖ带成型机的成型鼓和切割型Ｖ带成型机的成型鼓的基本结构和胀鼓原理。

催化烟气脱硫废水处理胀鼓过滤器运行问题及处理

针对中国石化海南炼油化工有限公司重油催化裂化烟气脱硫脱硝装置外排废水SS超标,胀鼓运行周期短问题,通过分析浆液pH值、絮凝剂加注量、絮凝剂混合时间、真空带式脱水机运行工况因素,有针对性的进行操作调整后使胀鼓过滤器的运行周期从平均110天延长至160天等,并确保了烟气脱硫外排废水中SS达标排放。由每年平均更换三次滤芯缩短为两次,延长了胀鼓过滤器的更换周期,减少了因频繁更换滤袋造成的固废增加,保护了环境。

潜航飞行体深水超音速气体射流的流动稳定性研究

深水固体火箭推进系统的可靠性和稳定性决定了整个潜航飞行体的弹道精度和飞行稳定性,其工作过程为典型的水下超音速气体射流流动过程。通过建立二维平面垂直射流几何模型,采用分离涡湍流模型仿真分析了深水条件下超音速气体射流的形貌拟序特征以及流场参数的不稳定振荡特性,对水下推进系统推力振荡现象产生的基本流动机理进行了分析。结果表明:水下超音速气体射流尾流存在高频小幅振荡,同时伴随间歇大幅振荡,这种现象与气体和水湍流混合以及中心气路激波系的不稳定运动有关;中心气路激波系的不稳定运动以及失稳重建过程会导致尾部空间压强的剧烈振荡,最终造成推力的不稳定振荡。通过对推力振荡特性的分析发现:水深越深,推力振荡幅值越大、振荡频率越高;喷管出口壁面直径越大,推力振荡幅值越大、振荡频率越高。

水下固体火箭发动机垂直气体射流结构和推力影响研究

为了探究高背压水介质条件下,固体火箭发动机垂直气体射流在浮力影响下的流场结构和发动机推力特点,建立了轴对称几何模型,在考虑有/无浮力的条件下,采用VOF(Volume of fluid)多相流模型进行气体-水两相耦合仿真计算,获取尾流气体射流流场结构,以及发动机尾部壁面受力和推力振荡曲线进行分析。研究结果表明,考虑浮力的仿真结果更加符合试验结果;射流动量段气体的马赫数分布会导致喷管出口附近的气-水界面产生周期性胀鼓-颈缩,从而引起尾部空间背压振荡,在设计工况下,尾部压力变化范围为环境水深压强的0.327到2.43倍;背压振荡将引起尾壁面受力振荡和推力振荡,振荡频率为736.89Hz;气体射流喷出过程中,气-水界面由速度梯度主导的开尔文-亥姆赫兹(K-H)不稳定性逐渐转变为由重力和浮力主导的瑞利-泰勒(R-T)不稳定性。

水下超声速射流对上浮水雷受力特性影响研究

为了研究水下超声速喷射流流场压力脉动特性及其对上浮水雷的受力影响特性,基于VOF(Volume of fluid)多相流模型,建立了上浮水雷在不同工作状态(欠膨胀、完全膨胀、过膨胀)下的数值计算模型,研究了水下燃气喷射流对上浮水雷的受力特性影响。结果显示,欠膨胀工况时,发动机推力平缓,平均推力约为12.2kN,上浮水雷受力未出现负值;完全膨胀时,射流发生颈缩、胀鼓等现象的位置距离雷体较远,导致发动机推力及水雷壳体受力振荡不剧烈;过膨胀工况时,射流发生颈缩、胀鼓等现象的位置距离喷管较近,发动机推力发生剧烈脉动,产生21.7%的振荡幅度,胀鼓现象发生时,流场压力显著降低,使得上浮水雷后体受力减小,壳体阻力增大,上浮水雷最大产生27kN的负推力。

水下超声速气流流场非定常特性研究

上浮水雷在工作过程中环境压力大幅度变化,针对上浮水雷火箭发动机具有三种不同工作状态(欠膨胀、完全膨胀、过膨胀)的特点,采用VOF两相流模型,建立了水下火箭发动机在不同工作状态喷射流发展的轴对称计算模型,分别在来流速度0m/s和50m/s两种工况下,研究了水下发动机在不同工作状态时喷射流发展规律及流场脉动特性。结果显示,在静水条件下,欠膨胀工况时颈缩发生位置距喷管出口较远,流场压力和喉部流量没有发生脉动现象,其它工况时颈缩发生位置距喷管出口较近,完全膨胀工况和过膨胀工况喷管出口最大压力振幅分别为5.5MPa,7MPa;喷管喉部流量振动幅度约为5.2%,32.8%;在有流速条件下,三种工作状态发生颈缩、胀鼓和回击现象的位置距离喷管出口较远,完全膨胀喷管出口最大压力振幅为2MPa,喷管喉部流量未发生脉动特性,过膨胀工况喷管出口最大压力振幅6.1MPa,喉部流量振动幅度30.4%。

封闭水域内固体火箭发动机尾流结构数值研究

为了研究固体火箭发动机在封闭水域中工作时尾流场特性参数变化规律,建立三维空间模型,忽略重浮力等体积力及燃气与水之间的换热传质,采用Realizable k-ε湍流模型与VOF (Volume of fluid)多相流模型,针对试验水箱内固体发动机在不同水深条件下的工作过程进行数值模拟,获得尾流流场燃气射流形貌,以及水箱壁面受力与压强振荡规律。研究结果表明:三维空间模型的仿真结果与试验结果较为符合;燃气泡的形貌结构及尾流场特性参数变化在受限空间内分布呈非轴对称性;射流中心气路内部不稳定的激波运动宏观表现为射流界面的不稳定胀鼓和颈缩位置的后移;深水条件下试验水箱壁面靠近喷管出口位置承受压强幅值更大,高背压环境中水箱壁面更易受到局部低频小幅压强冲击。

污酸处理工艺及配套设备的开发与应用

硫酸生产过程中常常会产生大量的污酸,特别是有色冶炼烟气制酸,净化工序外排污酸中通常含有较高浓度的砷、氟、汞等有害成分和铅、锌、镉等重金属离子,对人体健康和生物环境危害极大,必须进行环保处理。污酸处理目前最常用方法的是化学沉淀法。

催化烟脱外排废水悬浮物高的原因分析及改善

主要针对某炼厂催化烟脱外排废水悬浮物超标的原因进行了研究分析,发现其超标的主要原因如下:胀鼓过滤器过滤效果差、胀鼓过滤器运行负荷过高、渣浆浓缩缓冲罐沉降效果不佳等。通过加大补排水量、投加絮凝剂及调整渣浆浓缩缓冲罐搅拌速度等工艺的优化,可将烟脱外排废水悬浮物浓度由1 368.8 mg/L降至并稳定在4~300 mg/L,达标率由之前的17.5%提升至69.2%,较工艺未优化之前出水水质有了极大的改善。

水下固体火箭发动机的推力特性

在微观层面上对火箭发动机射流结构变化对推力的影响规律进行分析研究.采用轴对称模型对不同工况下的二维发动机模型进行数值模拟,获取推力振荡曲线,并研究不同阶段的推力变化,探究推力峰值与断裂的对应关系及推力振荡幅值与频率随工作环境变化的关系.研究结果表明:推力振荡产生的原因是射流在激波诱导下产生周期性颈缩;由于胀股及回击破碎的作用,水下射流推力存在多阶频率峰值;根据胀股主要处于中频段的重要结论对前4阶频率的研究表明射流回击与胀股具有相关性.