颗粒注射速度对铝粉/空气两相旋转爆轰波的影响

为研究颗粒注射速度对非预混铝粉/空气旋转爆轰波传播特性的影响,通过采用离散相模型、具有有限速率动力学/扩散表面燃烧模型的一步表面反应、多步可逆气相分解反应以及考虑未完全燃烧颗粒的挥发,对注射温度为300 K的铝颗粒和来流总温为900 K的高温空气进行二维数值模拟研究。研究结果表明:由于入口附近颗粒注射速度低于空气的注射速度,空气三角区和颗粒三角区无法完全重合;当颗粒注射速度从1 m/s增加到100 m/s时,爆轰波的速度和温度先减小后增加;颗粒和空气在注入燃烧室时存在较大的温度差异,导致爆轰波不稳定传播;颗粒注射速度为70 m/s时,爆轰波的稳定性最好。

柴油机供油系统汽泡类型的研究

利用ＣＣＤ摄像机、高速Ａ／Ｄ卡、图像采集卡以及其它设备，对透明柴油机供油系统中的油汽两相流进行了研究，并对供油系统中的汽泡类型、汽泡运动规律和音速变化进行了阐述。试验结果表明，供油系统中汽泡的寿命会引起压力波形状的变化。同时，燃料供给系统参数的改变也会影响汽泡的运动速度，并使其运动轨迹发生变化，如直线运动。

农用柴油机喷油系统中液—汽两相流动过程的试验研究

利用 CCD摄像机、A/ D转换卡、微型计算机、图像采集卡和其它测试设备对农用 1 1 0 5柴油机喷油系统中液—汽两相流动过程进行了试验研究。在实际运转中的 1 1 0 5柴油机中发现了在空转、额定功率及最大扭矩等工况下其喷油系统内存在着大量的汽泡现象 ,汽泡的运动规律极其复杂 ,并在各种工况下对发动机性能有不同程度的影响。

粉末注射成形两相流动三维数值模拟及粉末与粘结剂的分离

分析齿轮零件粉末注射成形(PIM)实验成形坯密度分布以及成品容易出现飞边和塌陷的位置特点。根据粉末注射成形技术工艺过程的特点给出PIM的双流体模型及初边界条件,基于计算流体力学软件CFX对I型拉伸试样和齿轮零件的PIM两相流动过程进行三维数值模拟。根据数值模拟结果,对PIM充模流动过程中粉末和粘结剂两相速度的变化曲线进行对比分析,证实I型拉伸试样和齿轮零件的PIM充模过程中多个位置发生过不同程度的粉末与粘结剂两相分离现象。对模腔中多个不同结点处发生粉末与粘结剂两项分离的现象进行分析比较。结果表明:PIM充模过程中位于远离浇口狭窄模腔内的点容易产生两相分离现象,粉末与粘结剂两相分离现象只发生在相应位置被充填初期的一段时间内,且不同位置发生的两相分离持续时间也不同。

气固两相介质音速研究

本文分析计算了不同气固两相介质的音速,与实验结果比较得到了较好的吻合,验证了普朗特的理论分析。结合汽液两相音速分析表明,求解两相介质音速时可以不考虑相变的影响。以两相音速为基础的激波结果与理想气体激波结果的趋势吻合,较基于单相音速的激波更合理,说明了两相介质音速结果的正确性。

射流泵极限工况下空化流动

极限工况发生时,液体射流泵喉管中段至末端的汽液两相空化流动为均相泡状流。基于定常、等温及水平流动假设和Wood声速公式,导出极限工况发生时射流泵喉管中段至末端一维均相泡状流的控制方程组。依据该控制方程结合射流泵壁面沿程压力测试结果,计算喉管中段至末端液汽两相流动的马赫数。从喉管的中段至末端液汽两相流动的马赫数逐渐增加,在压力最低点附近达到最大,其最大值为0.94,十分接近1。进一步分析表明,极限工况发生时,射流泵喉管中段至末端液汽两相空化流表现为两相临界流动,其流速达到当地液汽两相流声速,流动出现臃塞,从而导致一定工作压力下吸入流量不再随出口压力的降低而增加,而是保持不变。揭示射流泵极限工况发生的机理,对其深入研究具有重要意义。

气粉混合物固相浓度的声速法测量

分析了声速法测量气粉混合物固相浓度的理论模型,结合对实际工况的分析,建立了固相浓度与声波传播时间之间的实用关系式,并对该关系式进行了实验验证。理论分析与实验结果表明,用于测量气粉混合物的固相浓度,声速法是一种与固相粒子的成分、固相粒度分布以及当地流速无关的一种测量手段,并且在防止探头污染和防磨等方面具有优势。

RELAP5/MOD2和CATHARE两相临界流模型的评价

分析和评价了2个程序中的两相临界流模型。指出RELAP5/MOD2在上游低欠热度或低含汽率条件下计算的临界流量偏低并不能反映几何尺寸(L/D)对临界流量的影响。CATHATE临界流模型较完善,它计算的临界流量与实验符合得很好。建议用非均匀热不平衡声速来修改RELAP5/MOD2的两相临界流判据,或者补充短喷管和孔板的临界流量实验关系式或实验数据,以改正RE-LAP5/MOD2的上述2个缺点。

喷嘴结构参数对流体特性影响的三维流场模拟

为了改善柴油机D6114喷油嘴291 DLLA150 FC PV01内部燃油流动状况,使喷入气缸内的燃油达到较好的雾化质量,在原有喷嘴基础上,针对喷嘴结构参数长径比、喷嘴入口过渡圆角及喷孔锥角设计了9种方案。在CFD(计算流体动力学)软件中建立了喷嘴内部流场的三维模型,对整个流场区域进行了流体动力学模拟计算。分析了喷嘴结构参数对喷孔内部空化程度、湍动能及流速的影响,得出:随着长径比(L/D)的减小,燃油在喷孔中的空化程度增强,湍动能减小,流速增加;随着过渡圆角与直径比(r/D)的增大,喷孔内部流体空化程度增强,流速增大,湍动能减弱;随着喷孔锥角(θ)的增大,喷孔内燃油空化程度加强,湍动能减弱。

柴油机供油系统中的油—汽两相流及对不规则喷射产生的影响

本文阐明了柴油机供油系统中油—汽两相流与不规则喷射的内在联系．分析了不规则喷射产生的机理，并指出在高速小负荷工况下，供油系统中的汽泡是产生不规则喷射的主要原因．

在油－气两相流状态下柴油机喷油系统中压力波传播速度的研究

本文通过在喷油泵试验台上测定高压油路实际压力波传播速度，论述了在油一气两相状态下，柴油机喷油系统中高压油管和喷油嘴油道内音速的变化规律，并指出造成高压油路各段音速不同的原因是高压油路内气泡分布的不均匀性。特别值得注意的是，喷油嘴油道内平均音速明显低于高压油管中的音速，这说明喷油嘴盛油槽内的气泡要多于高压油管中的气泡。

汽液两相介质中的音速分析

利用热力学有关理论 ,在考虑相变弛豫现象的基础上 ,推导出汽液两相介质中音速的简便计算式 ,并在一定压力范围内进行了计算 ,获得了压力、汽隙率、相变系数等对音速的影响规律 .研究结果表明 ,弛豫现象的存在对音速的大小有较大影响 .同时 ,通过分析还发现 ,γ =0时的计算结果更接近于实际情况 .

一种简易校验系统在气固两相流流速测量设备的应用

针对气固两相流流速测量设备在开发和应用时会出现各种问题的情况,利用电脑声卡、Matlab软件和研制的信号接入板设计了电厂风粉两相流流速校验系统,并在某电厂微波法测流量的实验台上进行了应用。结果表明:校验系统经济、便捷、简单可行,能够满足电厂风粉两相流流速校验和故障检测要求。同时校验系统对气固两相流测量设备的检测、维护、校验有广泛的工程实用价值。

多载荷AUV进水过程的LES/VOF数值模拟

多载荷AUV在分离运动时,通过进水以增加其负浮力,从而实现分离要求,故进水过程的研究与分析具有重要的应用价值。采用LES与VOF相结合的方法对多载荷AUV后平衡舱空腔的进水过程进行了数值模拟,考察了进水孔直径、进水孔位置以及航行深度等因素对进水过程的影响。结果表明:进水孔直径越大,进水速率越大,但气泡脱离孔口所需的时间越长;由于尾部收缩段的存在,在内外压强作用下,进水孔水平间距越小,进水速率越大,且到达气液两相平衡状态时空腔内进水体积越大;航行深度越大,承受的静水压力越大使得空腔到达气液两相平衡状态的时间越短。

旋转式过滤体颗粒捕集器流场分析

以颗粒捕集器旋转式过滤体为研究对象,建立了旋转式载体的多孔介质仿真模型,在此模型基础上研究了旋转式过滤体内部气-粒两相流的速度场及其影响因素,分析了排气流速、直径比、进气扩张角等参数对过滤体内流动均匀性和涡流损失的影响规律,并据此提出了优化准则。研究结果表明:当颗粒捕集器入口流速从20 m/s提高至80 m/s时,过滤体内气流流动均匀性会增加,但流场基本结构变化微小;当过滤体直径比在4~6之间变化时,其数值越大,过滤体表面的流动均匀性越差,过滤体利用率越低,当直径比继续增加到超过某一特定数值后,过滤体内流场分布基本不再发生变化;当进气扩张角在60°~120°之间变化时,扩张角越大,颗粒捕集器扩张管内越容易产生涡流,并首先在过滤体相对位置为0.8的地方产生,随着扩张角的增大,涡流强度和区域都会增大,减小扩张角可以减弱过滤体内进气回流现象,改善流场分布均匀性。

可变滚流对GDI发动机低速工况喷雾和燃烧影响的试验

在可视化缸内直喷(GDI)汽油机台架上,通过进气道入口处翻板和进气道内挡板改变缸内滚流比,使用粒子图像测速技术(PIV)研究了可变滚流对低速条件下喷雾过程的影响,得到喷雾油束的速度场及其对应的剪切应变率和涡量场;进一步通过台架试验,研究可变滚流对燃烧和排放特性的影响.结果表明:翻板和挡板的组合可使缸内较早地形成高强度滚流,滚流比相对于原始状态提高近2倍;高滚流使剪切应变率最大值提高到2,400,s-1,增强了油束内部的剪切作用,涡量最大值也增加到6,000,s-1左右,油束卷吸作用增强,油滴与空气接触面积增大,动量交换加剧,使得喷雾角加大、贯穿距缩短,燃油液滴破碎加剧、蒸发加快,增强缸内油气混合,燃烧放热率增加,燃油消耗率得到改善;高滚流下的CO排放降低,相比低滚流下最大降低32.5%,;但HC和NOx排放增加,相对于低滚流比最大增加54%,和91%,.

混气电解加工中两相流音速及阻塞机理研究

着重分析研究气液两相流音速特性及其阻塞机理。通过测量由小药量电雷管爆炸而产生的压力波传播速度，然后修正到音速。试验结果表明，气液两相流音速与气泡率、当地压力及其流型有关。由于气液混合物强烈的压缩性，混气电解加工间隙中易于出现类似可压缩气体的阻塞现象。

基于MATLAB的柴油机高压喷油过程的模拟计算

为改进过去柴油机高压喷油过程的模拟计算方法,运用数值计算软件MATLAB对柴油机泵-管-嘴高压喷油系统进行编程模拟计算。计算中考虑到变声速和变密度的处理对系统中燃油压力的影响,特别是对高压油管中燃油压力传递的影响。应用喷油过程的运动方程和连续方程进行编程、运行,可得到各喷油参数图形。与实际测量结果的对比分析表明,该计算结果与实测结果符合较好,且程序简单直观,易于扩充。

在两相流状态下柴油机供油系统中音速的测定

本文通过在喷油泵试验台上测定高压油路实际压力波传播速度，论述了在油一汽两相状态下，柴油机喷油系统中高压油管和喷油嘴油道内音速的变化规律，并指出造成高压油路各段音速不同的原因是高压油路内汽泡分布的不均匀性。