文丘里洗涤器单气相压力损失特性研究

文丘里洗涤器结构简单、造价低廉、除尘效率高,是对煤炭地下气化产出的粗煤气进行分离净化处理的可靠设备。为了优化文丘里洗涤器的结构和工艺,尽可能降低能耗,通过实验和计算流体动力学数值模拟相结合的方法研究文丘里洗涤器单气相压力损失特性。实验测量不同气体体积流量和喉管长度下,文丘里洗涤器内的总压降,并基于验证的数值模型确定文丘里洗涤器收缩段、喉管段和扩张段的阻力损失。研究结果表明,文丘里洗涤器内单气相压降随气体体积流量的增大呈指数增加,随喉管长度的增大呈线性增加。结合实验测量和数值模拟结果,基于理论分析拟合获得文丘里洗涤器单气相压降计算公式,为工业中计算文丘里洗涤器内单气相压降提供了参考。

喉管直径对文丘里施肥器性能影响的数值模拟

基于雷诺时均Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型,利用Fluent软件对文丘里施肥器的内部流动进行了数值模拟,并对数值计算方法的正确性进行了验证.模拟分析了喉管进口直径为4,5,6 mm,以及出口直径与进口直径之比λ为1.0,1.1,1.2,1.3和1.4时15种结构方案的吸肥性能.结果表明:喉管直径对喉管及扩散段内流动特性、吸肥性能和效率均有一定影响,但出口直径与进口直径之比λ对文丘里施肥器性能的影响要明显甚于喉管进口直径.根据效率最高原则,喉管直径比应为1.2～1.3.建立了λ=1.2或1.3时文丘里施肥器吸肥效率与流量比之间的回归模型,并应用回归模型预测了吸肥效率最大值.喉管进口直径4 mm的文丘里施肥器当直径比为1.3时吸肥效率可达到15.5%,与直径比为1.0相比,前者的扩散段内部流动平顺、无漩涡出现,且相同横截面的平均湍动能值要小.该研究结果为文丘里施肥器的优化设计提供了一定的理论参考.

用于增压柴油机EGR系统的文丘里管的试验研究

对安装不同喉口直径文丘里管的CA498Z柴油机进行了试验。试验结果表明,选择合适口径的文丘里管,可以在对发动机的动力性和经济性几乎没有影响的情况下,显著降低文丘里管喉口处的压力,为增压柴油机废气再循环系统的废气流动提供了有利的条件。

文丘里施肥器喉部负压的影响因素分析

为了了解文丘里施肥器的工况特性,通过理论分析与试验测定,研究了进、出口压力,喉部水流流速和局部水头损失系数对喉部负压的影响及变化规律。喉部负压的变化随进口压力的增大呈负相关线性函数递减,当喉部负压降到最低值-0.09 MPa后,进口压力的增大将不再影响喉部负压变化;出口压力对水流通过喉部有阻滞作用,从而影响喉部负压的产生。出口压力越大,喉部负压的产生以及达到最小负压所需的进口压力越大;喉部水流流速对喉部负压的产生及变化与进口压力对其影响相似;对于不同的局部水头损失系数ξ1和ξ2,ξ值越大,喉部负压随进口压力的增大而降低的速度越缓慢,达到最小值-0.09 MPa时所需的进口压力越高。

基于文丘里流量传感器的湿气两相流量模型研究

研究旨在通过计算流体动力学（CFD）仿真技术预测的湿气气、液两相流量。以双差压长喉颈文丘里流量传感器为测量手段。模拟压力范围0.4,0.6,0.8,1.0,1.2 MPa,气相体积流量范围为140-283 m^3/h,温度范围23-30℃,含液率范围0.5%-1.5%。文丘里流量传感器口径为DN100,节流比为0.55。多相流模型采用离散相模型（DPM）,利用欧拉壁面（EWF）模型以模拟管壁上的薄液膜。分析得出压力、气相流速和液相体积含率（LVF）对液膜厚度的影响规律。根据仿真结果建立基于双差压比值法的气、液两相流量预测模型。将仿真值与实验值进行比较,气相流量模型预测的均方根误差为1.8%,且液相流量模型预测的均方根误差为6.1%。

长喉颈文丘里喉部取压位置对湿气测量模型影响的试验研究

文丘里流量计广泛应用于湿气流量测量领域.为探索长喉颈文丘里管喉部取压位置对其湿气测量模型的影响,从理论上对其各个部分压力降进行研究.设计内径为50mm、节流比为0.4的文丘里试验样机,取压位置距离喉部入口分别为喉部直径的0.5倍、3.75倍和7倍.在天津大学流量实验室双闭环中压湿气装置上进行试验验证.试验压力为0.2～0.8 MPa,干度为0.5～1.根据试验数据,针对不同的喉部取压位置,分析虚高梯度与L-M参数之间的关系;同时分析差压比K参数灵敏度与液气质量比qml/qmg之间的关系,发现虚高和K参数均受喉部取压位置的影响.建立基于K参数、Froude数、气液密度比的虚高模型和液气质量比模型,通过迭代算法求出气相和液相流量.分析基于不同取压位置的测量模型对湿气两相流气相和液相流量预测结果误差和不确定度的影响,得出取压位置为距离喉部入口3.75倍喉部直径时效果最好的结论,该位置模型气相测量不确定度为5.06％,液相为2.15％.

文丘里施肥器能量转化关系

为了深入了解文丘里施肥器喉部负压的产生条件和变化过程,通过对进出口和喉部分别有测压设计的文丘里施肥器进行有压过流试验,研究了水流在不同特征断面处的能量转化关系.对于试验用文丘里施肥器,试验结果表明:当压力水流通过时,进口处的压能将转化成喉部处的动能,随着进口压能和流量的不断增大,喉部动能增大,喉部的压能完全消失,局部开始产生负压,负压达到最小值后,继续增大进口压力水头将不再引起喉部负压值的变化,但流速的增幅明显增大,喉部动能随流量的增加呈抛物线形趋势增大,产生的水头损失急剧增大;对于同一流量,喉部实际流速与理论流速的差异反映了喉部对应断面处的真空空间的大小;相对于自由出流,非自由出流条件下,喉部开始产生负压时对应的进口起点压力提高,流量相对较大,产生相同负压时的进口压力和流量明显高于自由出流条件.

用于火箭发动机的低温流量控制系统建模及动态特性分析

低温可调汽蚀文氏管是流量控制系统的关键部件,文中选用步进电机控制调节针锥的位移。通过建立步进电机的动力学模型,研究了步进电机的调节速度和调节精度。汽蚀时的流量是几何结构一定的文氏管所能达到的最大流量,文中以此为标准判断文氏管是否汽蚀,并考虑低温的影响,建立了文氏管汽蚀状态和非汽蚀状态下统一的动力学模型。对流量控制系统进行仿真,仿真结果与试验结果的比较,验证了模型的正确性。并利用动力学模型,研究了流量控制系统抗背压波动以及流量调节的能力。

喉部结构对文丘里施肥器性能影响的数值研究

采用CFD数值模拟方法研究吸肥口角度和喉管长径比两个主要参数对文丘里施肥器吸肥性能的影响,利用Fluent软件,针对吸肥口角度(75°、90°、105°、120°和135°)和喉管长径比(1.5、2.0和2.5)的15种组合方案,仿真分析了其对吸肥性能的影响结果表明:当吸肥口角度为135°且喉管长径比为1.5时,其肥液浓度和吸肥效率分别比吸肥口角度为75°且喉管长径比为2.5时提高了110%和90%;两个参数对吸肥性能均有显著影响,其中吸肥口角度对吸肥性能的影响明显大于喉管长径比。

小型气液射流泵最佳几何参数的数值模拟

对气液射流泵的工作流体为气体,引射流体为液体的特点,参考一般射流泵的研究方法,对气液射流泵在不同喉嘴距和面积比下的性能进行了数值模拟分析。固定工作气体压力和扬程,以气液射流泵引射流体流量的能力为参考依据,判断出气液射流泵的最佳喉嘴距和最佳面积比。结果表明,喉嘴距和面积比参数对泵引射流体的能力有很大影响,当喉嘴距为1倍喷嘴直径、面积比m为4时,气液射流泵的引射流量最大为0.6 L/Min。并且将数值分析结果和试验结果进行了对比,吻合较好,说明数值计算是可靠的。

高炉煤气洗涤系统一文喉口的改进

对高炉煤气洗涤系统一文喉口存在的问题进行了分析,提出相应改进措施,通过改进降低了设备故障率,提高了除尘系统运行的安全性、可靠性。

小功率天然气发动机开发的可行性研究

采用天然气作为发动机燃料是目前较为成熟的技术,单点电喷、多点电喷天然气发动机已有多种产品推向市场。以小功率汽油机(功率7.8 kW)为原型机,进行了天然气发动机的改装研究,探索了小功率天然气发动机(≤10 kW)开发的可行性。研究结果表明,该方法为进一步的优化设计提供了借鉴,具有广阔的推广应用前景。

变喉部长径比文丘里式水力空化杀灭原水中病原微生物的试验研究

基于浙江工业大学水力学实验室自主研发的变喉部长径比L/R文丘里(Venturi)式水力空化装置,考虑了4种喉部长径比L/R=10、30、60、100,4种原水占比(初始浓度)V_0/V=25%、50%、75%、100%,以菌落总数和大肠杆菌作为病原微生物指示菌,试验研究了喉部长径比、喉部流速、水力空化作用时间、原水初始浓度、空化数等因子对水力空化杀灭原水中病原微生物的影响。试验结果表明:空泡溃灭时产生的微射流、冲击波会使原水中病原微生物的细胞发生空蚀破坏,水流空化数越低,对大肠杆菌、菌落总数的杀灭率越高;流速较低或原水初始浓度较高时,其杀灭率随喉部长径比的增加逐渐增大;流速较高或原水初始浓度较低时,其杀灭率几乎与喉部长径比无关;增大喉部流速或延长水力空化作用时间,可进一步提高对病原微生物的杀灭效果。水力空化是一种无需添加消毒剂、无消毒副产物的新型生活饮用水消毒技术。

文丘里除尘器除尘性能试验研究

实验研究文丘里各操作参数对除尘性能的影响,结果表明,影响除尘效率的主要为液气比、喉管速度及入口粉尘浓度。除尘效率应根据实际需要调节各个参数以降低压力损失。

核电站在线啜吸试验装置结构设计

文中描述的在线啜吸检测装置用于检测核电站燃料元件破损情况。装置用压缩空气做检测介质,文丘里管为啜吸部件,检测可能从燃料元件包壳溢出的^(133)Xe核素。介绍了该装置的原理及功能、设备结构构成、关键结构件的计算、设计及验证等。

文丘里洗涤器压力损失模型

通过理论分析,在考虑气体摩擦压力损失和扩散段液滴减速的压力回收基础上,推导出了一个准确、实用的文丘里洗涤器压力损失计算模型,并分别对3个具有不同喉管长度的文丘里洗涤器模型在液气比为0.4—1.0L/m3与喉管气速为33—58m/s条件下的压力损失进行了试验测量。结果表明:模型的理论预测值和试验值吻合良好,可以为工程设计或优化操作时文丘里洗涤器压力损失的预测方法。

高炉煤气清洗系统的改进

分析了高炉煤气清洗系统的工艺流程、排水系统及一文喉口使用中存在的问题,提出了相应的改进措施,取得了良好的除尘和脱水效果。

ATP文丘里施肥器喉管结构优化与流场计算

为了验证试验得到的最佳喉管进出口直径之比λ的准确性,并进一步研究所对应模型的优越性与相关参数变化规律,采用软件Solidworks以及CFD对8种不同模型进行建模并计算,得出喉管压差与出口雷诺数、吸肥量、最小压力的变化规律,以及在相同工况下,8种不同λ值对文丘里施肥器的流场特性影响.结果表明:计算得到的最佳λ值与试验得到的λ值误差为8.6%,进口流量与试验对比误差为10.0%左右;压差与出口雷诺数呈幂函数变化规律,与最小压力呈线性变化规律;计算得到了该系列施肥器产生负压的必要条件,当λ=1.27时,产生负压条件的压差为4.3 k Pa;提出当1.00≤λ<1.27时,初始压差随λ增大而减小,当1.27≤λ<1.68时,初始压差随λ增大而增大,增大趋势逐渐变大,当1.68≤λ<2.00时,初始压差随λ增大而减小;λ=1.27时比其他7种型号吸肥性能好,可靠性高,是ATP 3,4,5,6系列施肥器λ的最优值.

不同喉管结构对文丘里施肥器性能影响的研究

文丘里施肥器是常见的施肥装置,其结构流道改进成为提高施肥性能的关键因素。测试分析了圆柱形(C)、锥形(T)、椭圆形(E)等3种文丘里施肥器喉管结构、14种样品的水力学性能,结果表明:随着入口流量的增加,吸肥效率呈递减趋势;随着喉管进口直径的增大,吸肥效率的递减趋势变缓;喉管进口直径越小,随着流量的增加,其吸肥效率下降越迅速。在入口流量一定时,随着λ的增加,喉管吸肥效率呈现先增加后递减的趋势。最后计算出当λ=1.27时喉管的吸肥效率最大。在相同的入口流量下,T型喉管的吸肥能力要优于C型和E型喉管,但能量损失很大。

文丘里除尘器除尘性能试验研究

实验研究文丘里各操作参数对除尘性能的影响,结果表明,影响除尘效率的主要为液气比、喉管速度及入口粉尘浓度。除尘效率应根据实际需要调节各个参数以降低压力损失。