新型喷射增效压缩空气储能系统性能

针对压缩空气储能系统恒压运行会存在较大的压力损失,提出了一种新型喷射增效压缩空气储能系统,采用两级喷射器引射膨胀机做功后的乏气,回收部分压力能的同时增加膨胀机进气流量,从而提高系统的发电能力。建立新系统热力学模型,与相同运行参数下传统系统进行性能对比,并深入探究两级喷射器工作流体压力、引射流体压力以及中间压力对系统性能的影响规律。研究结果表明,当工作流体压力、引射流体压力以及中间压力升高时,系统全周期循环效率均呈近似抛物线变化趋势,进一步得到喷射器最佳工作参数;在最佳工况下,系统全周期循环效率为63.32%,与传统节流降压方式循环效率为62.41%相比,提升了0.91%。研究为喷射增效压缩空气储能系统减少节流损失、提高性能提供了理论依据。

空调出风口支架复合抽芯机构注塑模具设计

针对壁挂式空调出风口支架及类似塑件结构的注塑模具,设计了简易二次抽芯和斜顶加弹针的复合抽芯机构。通过对塑件结构形状的分析,发现该塑件沿长度方向分布的5条导风板转轴安装固定用加强筋(带开口槽)的脱模方向与塑件宽度方向的滑块运动方向垂直相交,而且加强筋相互间距很小,无足够空间设计传统复合抽芯机构实现脱模。为解决此问题,在塑件宽度方向受脱模空间限制的一级滑块内设计了5组由弹簧驱动的斜弹块抽芯机构,这5组机构借助一级滑块的开合模动作来实现与一级滑块运动方向垂直且相交方向上倒扣的脱模,塑件长度方向非对称分布加强筋上的倒扣脱模由斜顶加延时弹针组成的内部抽芯机构实现,这既满足了局部倒扣的脱模需求又确保了塑件在不粘斜顶的前提下顺利被顶出模具。该模具设计方案简化了传统二次抽芯机构(由液压缸及斜导柱分步驱动)的结构,解决了因结构复杂导致的模具加工周期长、模具尺寸及注塑机吨位变大、注塑成本上升等问题。经长期生产验证,模具成型的塑件合格、注塑过程稳定可靠,可为类似注塑产品及模具结构的开发提供参考。

引射器治理工作面隅角低氧的研究与应用

矿井工作面正常回采时隅角容易产生低氧现象,会导致工作人员作业期间呼吸困难等问题。通过现场测试,回风隅角的氧气浓度为15.5%~17.5%,且随地表气温的升高而降低。为此,提出了基于引射原理的工作面隅角低氧防治技术,并将技术与现场应用相结合。结果表明,引射风流对工作面回风隅角低氧环境改善效果良好,引射风流方向与回风巷呈一定夹角设置时,改善效果最佳;此位置条件下引射风速8 m/s便可有效消除回风隅角低氧现象,使整体氧气浓度保持在19%以上。根据以上研究结果,结合陕北某矿112207工作面实际情况,进行了引射器现场应用与效果检验。在设备正常运行7 d后,工作面回风隅角氧气浓度维持在18.5%以上,治理效果显著。

空气引射提高风力灭火机风速的分析与试验

为提高小型便携式风力灭火机的灭火射程和风量,提出了通过空气引射增大其出口空气流量,减缓风速衰减的方法。以其接收室收敛角θ,混合室直径Dm以及喷嘴位置S为变量,建立了240个不同尺寸参数组合的计算流体动力学(CFD)模型并进行了模拟和计算,基于其计算结果,用响应曲面法详细分析并揭示了各结构尺寸对亚音速空气引射性能的影响规律。研究了不同尺寸参数下混合室内部压力场的变化,从机理上探讨了各参数对距离风机中心2.5 m处风速和引射系数交互作用及影响的原因。结果表明:Dm与θ对距离风机中心2.5 m处风速影响很大,Dm与θ两者之间的交互作用很强;而S对距离风机中心2.5 m处风速影响较小,且与其他参数的交互性很弱。确定最佳参数组合即当θ为36.25°,Dm为144 mm,S为90 mm时,距离风机中心2.5 m处风速可达最优值,经试验测定该最优值为36.4 m/s。

基于Pro/toolkit的液环泵喷射器流道的参数化建模

液环泵喷射器设计涉及较多的结构参数选取,用CFD计算对其性能优化时需要反复调整这些结构参数进行三维几何建模。通过喷射器几何建模的参数化设计,可避免繁琐的重复建模,提高三维流道几何模型的建模效率,缩短设计周期。本文采用Pro/toolkit二次开发技术对喷射器流道模型进行参数化设计,研究了Pro/toolkit的菜单设计、UI对话框和MFC对话框设计技术。以VC++6.0为编译和连接工具开发了喷射器的参数化设计程序,大大提高了建模效率。

热管喷射式制冷的研究

讨论了一种新型的制冷装置———热管喷射式制冷 .描述了其工作原理 ,讨论了关于喷射系数和系统性能系数COP的计算方法 ,分别采用R2 2和水为制冷工质 ,进行多次计算取得最大喷射系数 ,并对系统性能系数COP作了定量的计算 .分析计算结果得出喷射系数和COP随蒸发温度和发生温度的升高而增大、随冷凝温度的升高而减小 ,同时得到R2 2为制冷工质的系统性能系数COP在te=1 0℃ ,tc=35℃和tg=80℃时可达 0 .38,明显优于水为工质的系统 .结果表明该系统有广阔的运用前景 。

射水抽气器最大吸气流量

为确定抽气器的工作范围,分析了单通道长喉管射水抽气器(即液气射流泵)在被吸气体为常压情况下最大吸气能力,认为喉管内液气两相混合的位置和流动状态是影响最大吸气流量的重要因素,喉管内发生两相临界流是有相变时抽气器的一种极限工况。采用一维流动公式计算了正常情况下最大吸气流量,试验数据说明在合理的抽气器尺寸情况下计算值与试验值一致。

天然气引射调峰新技术的研究与应用

天然气输配的特点是上游天然气的产量是相对均匀的 ,而下游天然气用气量却是不均匀的 :中午和傍晚为用气高峰 ,用气量很大 ,半夜时则用气量很少 ;相对于城市人工煤气而言 ,天然气供气调峰问题更为突出 ,务必采用合适的调峰方法 ,才能使天然气输配系统保持供需平衡。为此 ,提出了一种应用超音速引射器配套高压储气球罐协同进行天然气调峰的新技术 ,并对该项技术中的关键设备———超音速引射器进行了设计研究。工程应用表明 ,该技术是一种非常经济有效的天然气输配调峰新技术 ,大大提高了天然气储气球罐的利用率 ,显著改善了天然气供气调峰效果。

环型超声速空气引射器零二次流流场数值研究

采用二维轴对称雷诺平均方程和标准k ε双方程湍流模型 ,数值研究了环型超声速引射器零二次流的流场结构及盲腔压强的变化。空间上采用二阶迎风格式进行耦合求解 ,时间上采用显示的Runge Kutta方法进行迭代推进。结果表明 ,引射器几何参数不变的情况下 ,启动后的盲腔压强与引射气流总压之比为一常数 ;喷管马赫数不变情况下 ,喷管出口面积与混合室入口面积比越小 ,盲腔压强越低 ,扩压器性能越好 ,启动要求的总压越低。对超声速空气引射器的设计具有指导意义。

凝汽器抽气管道优化研究

针对目前国产大型汽轮机组抽气设备工作水温度偏高的现状,提出在凝汽器与抽气器之间的抽气管路上安装一个冷却器(华北电力大学专利,专利号为99258152.4),把从凝汽器抽出的气、汽混合物中的水蒸汽凝结疏出的方法,降低抽气设备工作水温度,提高其抽气能力,从而提高凝汽器的真空。

热管喷射式空调系统中喷射器的研究

利用热管和喷射器复合所组成的空调系统是一种可利用太阳能和备类余热的无泵型新型空调系统。该系统利用喷射器代替压缩机,利用热管内的毛细芯实现工质循环。本文分析了喷射器的流动特性,采用一个简化的一维模型计算了喷射器的喷射系数。设计了一种专用的小型内置式喷射器,对一太阳能热管喷射式空调系统的制冷特性和性能系数进行了数值模拟。模拟计算表明,喷射器的结构和运行特性对热管喷射式制冷系统的性能有明显的影响。

气体喷射压缩器变工况激波特性分析与试验

为了解不同操作压力下的激波特性,采用试验与数值分析相结合的方法,测得不同出口压力下(0.105,0.110,0.115,0.120,0.125,0.130,0.135 MPa)的喷射系数;采用FLUENT赫数分布;对试验值与仿真值进行对比分析,平均误差率为12.5%,验证了模型的准确性。结果表明:受操作工况的影响,压缩器喷嘴出口处和扩散器内出现了激波,且在工作压力和引射压力一定的情况下,喷嘴出口处的激波是不随出口压力的变化而改变的;压缩器出口压力为0.105～0.12 MPa激波,双激波使得流体由超音速减至亚音速时消耗了大量的能量,而单激波时消耗能量则较少;压力为0.135 MPa时,喷射器出现回流,不能正常工作;在出口压力为0.125 MPa,吸入口压力为0.074 MPa,当工作压力为0.4 MPa时,压缩器内部出现微弱激波,且工作压力越大,激波现象越严重。

水环式真空泵对凝汽器经济性的影响

分析了水环式真空泵的工作机理、运行特性、工作水温度对抽气能力的影响,研究表明水环式真空泵的吸气质量流量与吸气压力成正比,为此建立了更符合实际要求的水环式真空泵数学模型。分析了水环式真空泵的运行特性及汽蚀特性,并给出了汽蚀的判断方法以及汽蚀余量的表达式。建立了大气-水环式真空泵和凝汽器系统总的数学模型,以研究分析提高凝汽器经济运行水平的途径。

超音速喷射器内部流场及变工况CFD分析

针对超音速空气喷射器的性能进行了数值研究,得到了喷射器内部的压力场和流动特性,并计算了喷射器的变工况特性。分析表明,当喷射器工作背压小于临界背压时,混合室中的压力基本为定值,喷射系数不变,在混合室中或出口处出现激波链;当工作背压达到临界背压时,激波链收缩到混合室入口,混合室中的定压混合过程消失;当工作背压大于临界背压,在混合室的入口处产生强激波链,出现阻塞,喷射器系数减小。此外,随着工作流体压力的升高,对应的临界背压增大,当工作压力比较低时,激波链从混合室出口向混合室入口收缩的速度更快。

大直径气力反循环钻头结构参数数值模拟与优化

为实现大直径嵌岩桩孔在浅孔和干孔时的气力反循环排渣,解决无法使用气举和泵吸反循环排渣的技术难题,设计基于引射器原理的大直径潜孔锤气力反循环钻头。采用正交试验设计方法,运用计算流体动力学(CFD)仿真技术,探索引射器原理在大直径钻井反循环排渣中应用的可行性。理论分析表明:钻头结构的6个关键参数即喷嘴直径(Dn)、喷嘴数量(N)、喷嘴长度(L)、喷嘴倾斜角度(θs)、喷嘴偏转角度(θd)和引导段直径(Dg)直接影响着排渣效果;基于引射器原理设计的大直径钻头反循环效果可靠、稳定;当GQF-16潜孔锤供风量为50 m3/min,钻头直径为1.2 m时,Dn=20 mm,N=3,L=50 mm,θs=35°,θd=10°,Dg=50 mm为钻头最优理论结构参数组合。

射水抽气器振动的研究与实践

针对目前某些国产大型机组射水抽气器的振动问题,通过对其原因进行深入剖析,提出在凝汽器与抽气器之间的抽气管路加装一冷却器(华北电力大学专利,专利号:99258152.4),把从凝汽器中抽出的气、汽混合物中的水蒸汽凝结并疏出的方法,彻底解决了抽气器的振动问题,也提高了凝汽器的真空。

新型矿用救生舱空气调节系统研究与设计

救生舱是有效减少井下各种灾害导致人员伤亡的安全设施设备,调节救生舱内的温度是保障矿工生存的重要措施。通过对矿用救生舱热负荷的分析计算和矿用救生舱空气调节系统研究现状的分析,设计了以液态二氧化碳相变制冷为基础的两种空气调节系统,可在无需电力驱动、相对狭小空间配套的情况下,适合作为救生舱的空气调节系统。该系统的研发将会解决矿用救生舱在无电力驱动情况下的温度调节问题。

射水抽气器改进的方法

本文首先分析一些低效射水抽气器的结构，指出不合理性．然后提出改进的方法，并论述了长喉管比短喉管、多喷嘴比单喷嘴抽气效率高。最后结合实例介绍了设计方法、改进步骤和改进前后效果的比较。

基于Gebhart-Block模型的大空间建筑对流热转移负荷分析

针对大空间建筑喷口分层空调系统,从Gebhart-Block模型出发,完善多股喷口射流子模型并建立模型中各区域的质量平衡方程和能量平衡方程。由方程迭代求解室内各区域垂直空气温度和内壁面温度。通过分析喷口送风形式下对流热转移负荷的形成机理,利用GebhartBlock模型计算稳定传热条件下的对流热转移负荷。再通过上海理工大学缩尺模型试验台,对所建模型进行验证,得到适合于喷口送风形式下的分层空调对流热转移负荷的计算方法。文章的创新在于利用理论模型计算大空间喷口送风分层空调的对流热转移负荷,揭示了对流热转移负荷的形成机理。

液环真空泵机组中大气喷射器性能的数值模拟

利用ANSYS CFX软件对液环真空泵成套机组中大气喷射器内的流场进行三维模拟,通过实验验证模拟的可行性和准确性。在对压力场和马赫数进行分析的基础上,探讨了变工况下喷射器性能的变化情况,着重讨论了出口压力对其性能的影响,得到在进口压力和引射压力不变的情况下,存在一临界出口压力,该临界压力对应喷射器的最佳工作点,为设计喷射器时选取出口设计压力提供了依据。