基于橇载喷管背压控制的引射装置设计与研究

为解决火箭橇试验橇载喷管背压过高的问题,验证引射装置设计的可行性,建立了二维引射性能预估模型,利用Fluent软件,并采用k-ε湍流模型,研究引射装置及其关键设计参数对喷管内部流场的影响,揭示了试验装置内外流场掺混机理。数值分析结果表明:引射装置适用于大扩张比、低Ma数试验工况;引射装置总压、引射流量越大,引射效应越明显,引射装置与喷管尾端的距离、引射角度大小与引射效率呈负相关,设计中应保证引射装置燃气/空气流量比为0.75以上,引射位置在中部和后部时激波前的试验面积分别增加了0.42、0.75 m2;引射装置的加入使得试验段平均马赫数由2.6提升至3.3,均匀度提高约72%。

质子交换膜燃料电池引射器的设计及验证

为提高质子交换膜燃料电池系统引射器的引射性能,基于一款燃料电池系统的阳极氢气循环需求设计了一款引射器,并通过搭建CFD仿真模型,以引射器的5个关键参数为变量,结合燃料电池系统氢气子系统实际工况,分析引射器的关键尺寸参数变化对引射器性能的影响,获得了最优的引射器尺寸参数。以仿真优化结果为基础试制了一个样件,同时试制了4个对比样件进行对比测试。结果表明:混合段直径、喷嘴与混合段距离、混合段长度3个设计参数对引射器性能的影响最大,混合段直径、喷嘴与混合段的距离对应不同工况都有一个最优值;引射器二次侧入口氢气中含有的大量氮气和水蒸气,对引射器的计量比有很大的影响;相比之下,仿真优化后的引射器在不同工况都具有最优引射性能。

高背压+引射器+抽汽供热方式下热网调节特性分析

分析一次热网调节方式的调节特性并获得最佳的一次热网调节方式在供热期对能源节约利用至关重要。基于某2×350MW热电机组高背压+引射器+抽汽梯级供热系统,研究比较了供热初末寒期与寒期各3种调节方式的经济特性,给出了不同环境温度下所需要乏汽量及抽汽量;并以机组发电量与循环泵耗电量的净电量最佳为目标量化了不同环境温度段的最优供热调节方式。结果表明:整个供热期调节方式的相对流量比越大,总乏汽量利用越多,抽汽总量越少;初末寒期:环境温度为-3℃~1℃、2℃~3℃、4℃~5℃3个阶段对应的最优热网调节方式分别为相对流量比为1、0.84、0.7的质调节。寒期:环境温度为-11℃~-4℃,质调节最优且平均净电量优于质量综合调节约3.087MW、优于量调+质调约4.75MW,-14℃~-12℃3种调节方式净电量几乎相同。

结构参数不同优化方式对氢燃料电池性能影响

为了提高质子交换膜燃料电池系统中引射器的性能,采用CFD模拟的方法对引射器的三个关键几何参数进行了模拟分析。此外,比较了单一参数分析下最优参数组合、最优优化顺序的参数组合、正交分析得到的参数组合对引射器性能的提升。结果表明,使用正交分析得出的引射器最优参数组合分别相较其他两种性能提升了13.6%和7.5%,该研究为引射器结构参数的优化提供了一种新的思路,对引射器的设计和应用有一定的参考价值。

喷射器性能及太阳能喷射制冷系统工质的优化

考虑实际流体热力学性质、混合效率和激波等因素,建立了喷射器热力学模型,计算结果与文献中实验数据吻合很好。文中计算了采用环境友好工质R134a、R152a、R717、R290、R600a时喷射系数及喷射制冷系统性能系数。结果表明,对于确定几何参数的喷射器,喷射系数和喷射制冷系统性能系数主要取决于膨胀比与压缩比,两者分别随膨胀比的增加而增大,压缩比的增加而减小。太阳能驱动喷射制冷系统时(发生温度在80℃左右),采用R134a可以使喷射系数和喷射制冷系统能效比最大,明显优于其他工质。

蒸汽喷射器流动参数与性能的数值分析

通过二维流动数值计算 ,分析了以水蒸气为工质的喷射器内工作流体压力、引射流体压力及出口压力对喷射系数的影响 ;探讨了各工作参数变化对喷射系数产生影响的原因 ,以及激波产生的条件、激波的位置、强度 ,产生引射流体雍塞的条件等。结果表明 :喷射器存在临界的出口压力 p*d ,当喷射器出口压力大于 p*d 时 ,喷射器的喷射系数随出口压力升高而降低 ;当喷射器出口压力小于 p*d 时 ,喷射器的喷射系数将保持不变。在计算模拟的制冷工况范围内 ,工作流体压力升高 ,引起喷射系数降低 ,p*d 升高 ;而引射流体压力升高时 ,喷射系数与 p*d 都升高。

喷嘴可调式喷射器性能的实验研究

An adjustable ejector with a spindle in the nozzle was developed for a wider adjustment range.An experimental study was carried out on the performance of the adjustable ejector.To change the spindle position axially the nozzle throat sectional area could be changed.The ejector flow parameters,such as flow rate,pressure and entrainment ratio,at different spindle positions were measured.The results showed that the adjustable ejector could be used in a wider range of fluid flow rate.When the throat area was reduced,the ultimate discharge pressure would be lower but the entrainment ratio would increase greatly.

液液引射器性能的数值模拟与实验

建立了液液引射器的三维数学模型,采用R134a制冷剂作为工质,模拟引射器主要结构参数与引射性能之间的变化关系.模拟结果表明:引射系数随喷嘴出口直径的减小而急剧增大,随混合室直径的增大而增大,随喷嘴与混合室之间距离的增大急剧下降;引射系数随着工作流体流量、喷嘴长度和扩散室长度的增大而缓慢上升;混合室长度对混合流体的压力场有较大影响,为使混合流体获得最佳的压力场,混合室最佳长度取45 mm.搭建了水平管降膜式空气源冷热水测试机组,试验结果表明:该引射器具有优良的引射性能;制冷系统负荷随着循环喷淋量的增加而增大,系统的性能系数随着循环喷淋量的增大呈现先增后减的趋势.

可调式气体喷射器调节性能计算分析

提出在喷射器喷嘴内插入喷针来调节喷射器工作参数的方案,建立了可调式喷射器性能计算模型,计算分析了喷嘴截面积变化对喷射系数、气体压力、气体流量等参数的影响。结果表明,通过对喷射器喉口面积的调节,可拓宽喷射器的有效工作范围,减小喷射器入口参数对出口参数的影响。

喉嘴距对喷射器性能影响的实验研究

喉嘴距是影响喷射器性能的重要结构参数,研究其对喷射器性能的影响对提升喷射器性能有重要意义.本文对喷射器性能进行实验研究,获得不同喉嘴距和运行工况参数下,喷射器性能的变化规律.研究发现:在本实验范围内,喉嘴距对喷射器的临界背压值影响较小,对喷射器引射比影响较大,引射比随喉嘴距的增大先增大后减小.喷射器单相运行时和两相运行时均存在一个最优喉嘴距,最优喉嘴距随低压流体含液量的增大而增大.当喷射器单相运行时,最优喉嘴距为2.8 mm,当低压流体含水量达到0.07 kg/min时,最优喉嘴距为3.6 mm.

冰箱喷射器最优喷射系数分析

利用计算流体力学FLUENT软件,建立冰箱喷射器内部流体流动模型,根据新型压缩/喷射混合制冷循环系统冰箱实验样机的实际运行情况和操作参数,对制冷剂在冰箱喷射器内喷射、引射、混合、扩散等现象进行数值仿真研究;对冰箱喷射器混合室流场结构及引射机理进行探讨;同时,研究喉管面积比对冰箱喷射器性能的影响。研究结果表明:冰箱喷射器的操作参数和几何参数对其波系结构影响很大,在其他参数一定的情况下,存在一个最佳的喉管面积比ψopt=7.513,对应于最高的喷射系数u=0.561。

新型可调式喷射器性能的计算与分析

提出在喷射器喷嘴内插入喷针来调节喷射器工作参数的方案,建立了可调式喷射器性能计算模型,分析了喷嘴截面积变化对喷射系数、气体压力、气体流量等参数的影响。结果表明,通过对喷射器喉口面积的调节,可以实现把出口流量控制在一个稳定的区域内,从而减小喷射器入口参数对出口参数以至整个系统的影响。可调式喷嘴可拓宽喷射器的有效工作范围。

新型冰箱压缩/喷射混合制冷循环的研究

提出一种新型冰箱压缩/喷射混合制冷循环,该循环相对冰箱传统的简单制冷循环改动较小,只引入了一个冰箱用喷射器,易于实现。针对此循环进行了理论分析和计算,结果表明,混合循环与简单循环相比:制冷系数增加6%—12%,容积制冷量增加10%—18%,尤其对于大冷藏室的双温和多温冰箱节能效果更好。进而论述了喷射器喷嘴的临界截面直径和出口截面直径的设计与制冷量和制冷设计工况之间的对应关系。

小型太阳能喷射制冷用喷射器结构优化的实验研究及计算方法改进

对小型太阳能喷射式制冷用喷射器进行了正交实验研究,得到了此类小型喷射器性能与各参数间的关系,确定了最优的主要结构参数,并认为最优的结构参数与索科洛夫的经典方法计算结果有一定差异.提出了基于实验数据的小型喷射器喷射系数的改进计算方法.

不同制冷剂喷射制冷性能计算分析

引入制冷剂的实际物性,建立了喷射器热力学模型;比较了沸点相近工质在喷射器内的压力和速度变化趋势及喷射系数,探讨了引起喷射器性能差异的主要物性因素;比较了几组具有相近沸点制冷剂的喷射制冷性能。结果表明:对沸点相近的工质来说,一般工作蒸气的比焓值越高,喷射系数越高;沸点相近的工质对中,R717的性能优于R290,R152a优于R134a,R141b优于R123,R142b优于R600a;在研究的所有制冷剂中,R717的制冷性能最好,R152a次之,两者的COP(性能系数)值差随发生温度的升高而增大。

圆排波瓣圆柱混合管的气动特性实验研究

建立了实验装置 ,对圆排波瓣喷管与 8只圆柱混合管相配合 ,进行了冷热态实验。得出了它们引射混合的引射流量比随主次流温度比、混合管截面比、次流进口截面比的变化关系曲线。另外 ,还对不同温度下修正流量比的温度指数进行了研究 ,得出圆排波瓣圆柱混合管引射混合器的修正流量比温度指数 n=0 .4。

蒸汽喷射器理论计算及设计软件开发

工业设计中,一般采用查图表和经验估算的方法进行蒸汽喷射器的设计,过程繁锁,且误差较大,设计出来的喷射器往往不能达到要求的工作性能。本文在研究蒸汽喷射器理论的基础上,依据气体动力学函数法进行计算,并开发了蒸汽喷射器设计软件,结果表明:采用蒸汽喷射器设计软件不仅提高了蒸汽喷射器设计的准确性,而且提高了设计效率。

R141b喷射式制冷系统的喷射器热力学模型设计

本文采用传统的热力学模型,理论设计了对制冷剂R141b适用的喷射器,通过计算机程序及优化设计理论设计出该喷射器。同时,背压是整个循环中的重要参数,过高的背压会影响喷射器的性能,本文还给出喷射器的最大背压计算方法,以此来设计出最适合整个工况运行的冷凝器,从而完成整个循环的设计。

使用量纲一参数进行喷射器性能分析

在以往大量数值模拟工作的基础上,总结出了一定喷射器结构时,喷射器的最大喷射系数、膨胀比及临界压缩比三者之间的关系,并给出了膨胀比与喷嘴出口马赫数之间的幂指数关系.研究表明,用膨胀比和压缩比两个量纲一参数代替具体的工作流体压力、引射流体压力和出口压力,来分析一定结构时工作参数对喷射器性能的影响,可以使模拟所得出的结论不局限于具体的参数值,具有更好的通用性,对指导喷射器设计、提高喷射器性能具有重大意义.

带引射器和经济器的CO_2跨临界制冷系统

为提高CO2跨临界制冷循环的效率,本文提出一种带引射器和经济器的CO2跨临界循环系统。通过合理设计专用的涡旋式或螺杆式CO2压缩机及中间补气孔,采用经济器可减少CO2跨临界循环的压缩不可逆损失;采用引射器代替节流阀,部分回收工质从高压到低压过程的膨胀功,可增加制冷量。通过热力学分析,确定带引射器和经济器的CO2跨临界循环系统合理的补气压力,可以得到较高的循环效率。在较低蒸发温度下,该系统可以明显降低压缩机的排气温度,有利于系统稳定运行。