阵列喷嘴干冰喷雾冷却特性数值研究

针对高热载荷电子设备散热冷却问题,开展阵列喷嘴干冰升华喷雾冷却特性数值模拟研究。分析了阵列喷嘴入口速度、喷雾高度和模拟热源加热热流密度对干冰喷雾冷却特性和温度均匀性的影响。结果表明:入口速度50 m/s时,热源表面平均温度达到最低值276.3 K;喷雾高度为3 mm时,热源表面的温度均匀性效果最佳。提高干冰入口速度和降低喷雾高度可强化冷却效果和热源表面热均匀性,模拟热源加热热流密度对干冰喷雾冷却换热系数影响不明显。

多喷嘴电喷雾阵列离子源对离子迁移谱性能的影响

采用多喷嘴电喷雾阵列作为离子迁移谱仪(IMS)的离子源以提高大气压下离子迁移谱的分析性能。12喷嘴的电喷雾阵列离子源内径为46μm,采用环形排列以提高喷雾电场的均匀度,喷嘴之间的距离为0.5 cm以克服喷嘴之间的电场屏蔽效应。测定了不同比例的甲醇作为ESI溶剂在2~30μL/min流速及2.5~7 k V的喷雾电压下西地那非和苏丹红Ⅱ号的响应值及相应的信噪比。实验结果表明,在优化的条件下,多喷嘴电喷雾阵列可有效的提高ESI对溶液中水含量的容忍度,降低离子化噪音。与此同时,多喷嘴电喷雾阵列可使用更高的ESI流速。在相同的条件下,12喷嘴的电喷雾阵列离子源可提高离子化效率平均达3.8倍。

多喷嘴阵列喷雾冷却技术的研究进展

喷雾冷却是一种换热效率高、工质需求量小、温度均匀性好的大功率强制冷却技术。近年来,采用多喷嘴的阵列喷雾冷却作为一种能够满足更大面积及更高热流密度表面散热需求的技术得到国内外学者越来越多的关注。结合现有的研究成果,本文从理论研究和试验研究2个方面,分析与总结国内外阵列喷雾冷却技术的研究现状和进展,并指出多喷嘴陈列喷雾冷却技术的发展方向。

喷嘴径向位置对喷雾造粒塔流动特性的影响

为了研究喷雾造粒塔内的流动特性,采用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)测量了塔内的速度分布,数值模拟了不同结构参数下的流场演变过程,并根据速度分布对喷雾造粒塔内流场进行了区域划分。结果表明,喷嘴径向位置对流动影响较大,而操作参数的影响相对较小;喷雾造粒塔内速度分布在不同风量下基本相同,沿轴向有两个明显的区域分布,即喷雾造粒塔上部靠近喷嘴,受射流影响较大,流动比较复杂,沿轴向的下部远离喷嘴,射流影响逐渐减弱,流动规律性明显增强。喷雾造粒塔内速度分布与蜗壳式旋风分离器内的速度分布差别较大。

甲烷预混多喷嘴阵列燃烧器热声振荡模态实验研究

以多喷嘴阵列燃烧器为对象,研究了甲烷预混模式下不同当量比燃烧的自激热声振荡特性,实验过程中同步测量了热释放率和压力脉动信号并获取了OH*时序图像。利用相空间重构和本征正交分解分别解析了压力脉动、反应区相干结构和各阶模态能量占比。研究结果表明,在当量比0.62~0.85范围内,随着当量比增加,燃烧室内依次出现低频振荡、稳定燃烧、间歇振荡和极限环振荡4种典型燃烧状态;当发生极限环振荡时,压力重构曲线为极限环,其轴线附近没有数据点分布,前3阶能量占比达到70%以上,反应区沿轴向发生明显的交替变化,沿径向具有较好的对称性和均匀性;稳定燃烧时,重构曲线凝成一团,前20阶能量占比不足25%,不存在明显的主频,瞬态火焰形态具有较好的一致性;甲烷预混多喷嘴阵列燃烧器的自激振荡模态为单一轴向振荡模态,和传统旋流燃烧有很大的不同,这可为后续进一步开展多喷嘴阵列燃烧器热声产生机理和抑制方案的研究提供参考。

硫熏中和器节能与精确控制的研究

文章通过比较以往甘蔗制糖企业不同时期使用过的硫熏中和器控制方案,提出具有显著节能效果的多喷嘴PLC阵列控制的硫熏中和器控制方案,从理论上分析和探讨该控制方案的节能效果和精确控制的原理,并对该方案的特点进行归纳总结。

采用多喷嘴阵列产生高亮度高次谐波

采用长焦距透镜与连续介质气体靶是目前高亮度高次谐波产生实验中谐波产率较高的方案,在长焦距透镜方案中进一步探索使用准相位匹配技术,有望在连续介质靶的基础上进一步提高高次谐波信号的强度。根据准相位匹配技术,设计了一种多喷嘴阵列气体靶,通过模拟计算的方法,对比传统连续介质气体靶与多喷嘴气体靶这两种方案,从理论上证实多喷嘴气体靶可以实现谐波信号强度的进一步提升。

大温差高速燃气喷水冷却器喷嘴阵列设计

喷水冷却器用于某高温燃气流风洞,其功能为将温度3600 K,流量1100 m^3/s,入口流速120 m/s的大流量高温高速燃气降温至673 K。冷却器采用直接喷淋设计,以雾化喷嘴阵列将水喷入燃气流场中,利用水的汽化潜热冷却燃气。本文主要讨论了喷嘴阵列的设计。采用数值仿真方法,基于DPM(离散相)模型,对燃气冷却器内部的两相流动、传热和传质情况进行了数值模拟。应用该模拟方法,首先研究了影响冷却器内流场的关键因素;而后经过多方案迭代设计,得出了可行的喷嘴阵列构型;最后进行了喷嘴阵列性能实验,对该构型下冷却器的性能进行了验证,结果优于设计指标。以上述工作为基础,本文还提出了一些冷却器用喷嘴阵列的设计方法。