内涵喷管关键几何参数对巡航工况超大涵道比短舱气动性能的影响研究

为降低燃油消耗、污染物排放和气动噪声,民用涡扇发动机朝着超大涵道比(Ultra-High Bypass Ratio,UHBPR)方向发展。发动机尺寸增大导致的短舱阻力和质量增大会减小甚至抵消涵道比增大带来的收益。为进一步提升UHBPR短舱的气动性能,建立了评价巡航工况进气道、外罩和排气系统整体气动性能的参数,基于数值模拟研究了内涵喷管关键几何参数对短舱气动性能的影响规律,并分析了影响机理。结果表明:核心后罩收缩比和内涵喷管长径比对发动机安装推力损失的影响较大,最大变化量分别为10.77%和13.40%。核心后罩收缩比取较小值,内涵喷管长径比取值在0.9附近有利于减小发动机的安装推力损失。流场分析表明:核心后罩收缩比、内涵喷管长径比和出口角变化会影响外涵喷管出口下游的激波前马赫数、激波位置、强度以及其与附面层的相互干扰,也会影响尾锥附近的压力分布,还会影响内涵喷管出口马赫数,从而显著影响核心后罩推力、尾锥推力和内涵喷管推力。巡航工况下外涵喷管超临界而内涵喷管亚临界,内涵喷管几何参数变化几乎不会影响外涵喷管的性能,但会显著影响内涵喷管的流量和推力。内涵喷管流通能力的变化会影响发动机的流量,进而影响冲压阻力、附加阻力和外罩阻力。

基于Fluent对水平压裂喷嘴结构的参数设计

页岩油气是一种通过水力压裂和水平井技术开采的非常规能源资源。由于页岩储层的低渗透性和低孔隙度,产能相对较低。为解决页岩油气开采的技术难题,实现更有效、可持续的页岩油气开采方式,基于AnsysFluent对喷嘴结构及其参数进行优化,建立了喷嘴的流体力学模型,并绘制了等速核轴向速度变化曲线、喷嘴出口截面速度变化曲线、流场速度云图等,并对不同结构及参数的喷嘴的等速核长度及速度大小进行比较,从而根据数值模拟及仿真结果选择最优结构和参数。研究表明,在倒角、圆角、渐变、三段式结构中,同等压力条件下,渐变式和圆角结构等速核最长;同等流量条件下,倒角结构等速核速度最大,三段式结构等速核最长,圆角结构其次。结合以上仿真结果,设计一种倒角、圆角结合的喷嘴结构,并以倒角(圆锥段)角度、圆柱段长度为参数研究其对射流速度及等速核长度的影响,综合考虑,得到12种三段式结构中最优的结构,并总结出各参数对射流的影响。

某航空机轮气门嘴慢漏气故障分析

某航空机轮外场出现慢漏气现象,故障定位于气门嘴组件处,该机轮配装的专用气门嘴组件来自航标气门嘴组件的结构改进。通过故障核实、分解检查和进一步分析,发现漏气是由于气门嘴帽与气门芯、出现干涉,导致气门芯的芯座密封被异常打开所致,气门嘴帽内未装橡胶垫片并非核心因素,主要症结在于气门芯安装后高出气门嘴体端面超量。采取适度增大气门嘴体内锥直径(改动量最小),将气门芯安装后的位置限制在不高于气门嘴体端面,消除了干涉隐患,相关改进措施也被推广到了航标气门嘴组件。

掘进面高效降尘技术与实验研究

分析喷雾降尘技术原理,进行掘进面综合喷雾降尘方案设计,包括掘进机截割头降尘、带式输送机降尘以及回风巷降尘方案设计等,并结合现场实际布设粉尘浓度测试点位,对降尘方案进行适用性分析,结果发现各测点除尘效率可达80%以上,效果显著。

莲蓬头手柄注射模设计

综合莲蓬头手柄材料及结构特点,设计了1副1模8腔多板式注射模成型,模具使用潜伏式侧浇口对8个型腔进行浇注。为顺利取出成型塑件,模具分3次开模,以驱动机构件完成成型塑件脱模,首先利用液压缸活塞杆驱动外螺纹型芯旋转脱螺纹,其次依靠模具打开动作实施内环槽强制脱模,然后模板打开驱动弯管型芯旋转抽芯,最后推板推出成型塑件实现完全脱模。

汽车发动机缸盖水道砂芯模射砂嘴改良与应用

针对TH型模具的镶块易磨损和缺肉问题进行了详细分析,并找出了造成不良的原因。模具的品质对制品品质具有重要影响,砂芯是一种常用于铸造过程中的模具,而模具镶块的磨损和缺肉是导致砂芯制品不良的主要原因之一。为解决这些问题,对模具射砂嘴的设计缺陷展开了技术改造,改良后的砂芯模射砂嘴提高了砂芯制造的成品率,减少了因砂芯供应不足而导致的生产率降低的问题,经过长达6个月的试用和QC质量跟踪确认,改造后的模具具有更好的耐磨损性能和更高的精度,能够生产出更高质量的砂芯制品。这不仅提高了砂芯制造的成品率,减少了发动机机缸盖废品的产生,还提高了生产效率,降低了生产成本,为企业创造了良好的经济效益。

中空压力旋流喷嘴内流场特性研究

针对切向进液的压力旋流喷嘴,利用实验测量结合数值模拟的方法研究其内流场特性。采用高速摄像仪跟踪记录并测量内部空气心和外部雾化锥角大小;采用LDV激光测试系统测量出口速度场。由此对比验证了VOF多相流模型、RNGκ-ε湍流模型适用于此类旋流喷嘴数值模拟计算。随后分析得到喷嘴内部不同截面的压力场、密度场和速度场分布图;拟合准势流区和似固体区切向速度沿23mm截面半径变化关系式,所得结果对解释旋流喷嘴内部流场形态提供参考依据。

低压射流不同喷嘴参数及压力下破碎过程实验

研究了不同低压下喷头喷嘴直径和喷嘴锥角对射流破碎的影响。采用高速摄像仪对低压圆柱射流的射流核心长度和射流破碎长度进行实验,测量了不同喷嘴结构的流量、射程和末端水滴直径。结果表明:同一压力下,当喷嘴锥角不变时,随着喷嘴直径的增大,喷头流量、射程和喷头末端水滴直径都变大,射流核心长度和破碎长度均增大;当喷嘴直径不变时,随着喷嘴锥角的增大,喷头流量逐渐减小,而喷头射程呈先增大后减小趋势,喷头末端水滴直径也变大,射流核心长度逐渐减小,射流破碎长度先减小后增大。综合考虑射程和雾化效果,直径为5 mm、锥角为45°的喷嘴为最优选择。同时通过对不同Re数和We数的实验和分析,给出了适合低压喷嘴的两种射流特征长度的拟合关联式。

旋芯直径对喷嘴雾化特性的影响

针对现有旋芯需要高压雾化的问题,设计一种低压下能达到同等雾化性能的旋芯喷嘴,利用激光多普勒粒子分析仪测试不同旋芯直径和流道直径时距离喷嘴1 m处雾滴的中位直径、速度和雾锥角。结果表明：当水压为0.9~1.2 MPa时,喷嘴所形成的雾滴的中位直径均小于100μm,说明了旋芯喷嘴改进的合理性;旋芯直径越大,雾滴的中位直径和速度越小,雾锥角越大。

不锈钢药芯焊丝堆焊技术在压力容器中的应用

不锈钢药芯焊丝堆焊(FCAW)具有效率高、电流电压适应性强、焊缝质量高等优点。介绍了不锈钢药芯焊丝堆焊工艺,经大量工艺试验,确定了为获得良好堆焊层性能的最佳工艺参数,通过焊接工艺评定证实,所选堆焊材料及堆焊工艺正确合理,其各项性能指标均满足有关技术条件要求。配以简易工装,实现了接管内壁及法兰密封面(槽)的自动堆焊,提高了效率,降低了成本。

基于DPM的旋芯喷嘴的雾化特性

基于离散相模型(DPM)对旋芯喷嘴雾化特性进行了数值计算,本模型中液滴破碎采用泰勒相似破碎模型(TAB).利用文本采样追踪手段记录雾化颗粒特性参数分布规律,分析喷雾压力和初始喷射角对雾化特性参数的影响.研究表明:细水雾颗粒轨迹呈非正规的中空圆锥状雾炬,雾滴颗粒主要分布在雾炬外围,在雾炬中心处几乎没有.雾滴颗粒的轴向速度随着喷雾轴向距离的增大呈降低趋势;雾滴直径随着喷雾轴向距离的增大呈先减小后缓慢增大的趋势.喷雾压力越大,喷雾方向同一截面位置的雾滴直径越小;初始喷射角越大,喷雾方向同一截面位置的雾滴直径越小,但这是以缩短喷雾射程为代价的.

节约喷气织机压缩空气的技术措施

探讨在喷气织机上节约压缩空气耗气量的技术措施。针对喷气织机用气成本较高的现状,通过调整喷气织机供气压力、辅助喷嘴引纬工艺、主喷嘴芯直径等技术措施,在不影响织机效率和产品质量的前提下,每台织机耗气量由原来0.91 m3/min下降至0.82 m3/min,从而可以减少空气压缩机的开机数量,实现节约用气用电的目的。

可变喷射范围的旋水芯喷头设计

喷头是精确施药系统的关键部位,喷头喷射角的变化,直接影响精确施药的效果。为此,设计了一种可变喷射范围的旋水芯喷头。通过流体力学仿真验证:所设计的喷头内流体流动符合涡流原理;基于涡流原理研究发现喷头喷射范围是可调的,但喷射角大小与旋水芯螺旋槽螺旋升角、截面积、涡流室半径、喷嘴口半径及出口处气芯半径有关。

拉瓦尔喷管喉部区域当量直径液力测量方法

拉瓦尔喷管喉径尺寸要求严格,现有成熟的深孔测量方法无法直接应用于拉瓦尔喷管喉部区域当量直径测量。在分析拉瓦尔喷管喉部区域当量直径液力测量的孔口流动模型基础上,提出了基于芯型测头塞规法的拉瓦尔喷管喉部区域当量直径液力测量方法,分析了芯型测头塞规尺寸与孔口流动模型及其相对灵敏度的关系。优选了短孔模型作为拉瓦尔喷管喉部区域当量直径液力测量的基本模型,确定了当量直径液力测量参数,研制了当量直径液力测量原型装置。在该装置上进行了测量试验,分析了芯型测头塞规直径和测量压差对喉部区域过流流量的影响。最终的重复性试验结果表明,该方法的测量重复性误差为±0.001 8 mm,能够满足拉瓦尔喷管喉部区域当量直径测量需要。

圆形弯嘴注射模设计

分析了圆形弯嘴的工艺特点,介绍了模具设计时应注意的问题,提出了一种适合圆形弯嘴类零件成型的模具结构,并描述了模具工作过程。模具经生产实践验证,生产的塑件合格,对于弧形孔类零件具有一定的参考价值。

茶饮杯螺旋底盖侧抽芯热流道注塑模设计

基于茶饮分离杯螺旋底盖的结构及工艺要求,设计了外侧抽芯热流道注塑模。根据该模具的设计过程,侧重对模具的工作原理、成型零件、热流道浇注系统、外侧抽芯机构、顶出机构及冷却系统进行设计计算。实际生产表明,该模具结构合理、生产效率高、产品质量优。

新型双射流喷嘴冲击井底流场数值模拟研究

为了克服组合双射流的缺点,提出了新型双射流喷嘴,并采用RNGκ-ε湍流模型计算了新型双射流喷嘴冲击井底的流场。建模时采用有限体积法离散各控制方程,采用松弛迭代法求解各离散方程,壁面采用无滑移固壁边界。模拟结果表明,新型双射流不存在等速核,且轴心线冲击力小,但作用面积大;与旋转射流相比,轴心线附近流速最大,从而实现了高效破岩。漫流层的径向流速最大值出现在距离外流场轴线2.5D距离处,大小约为喷嘴出口速度的23%。新型双射流利用圆形射流冲击和旋转射流剪切破岩,能形成直径较大、深度较大的破碎坑。

基于多物理耦合场的固液两相磨粒流伺服阀阀芯喷嘴抛光研究

伺服阀阀芯喷嘴是伺服控制系统中的重要零部件,尤其是喷嘴小孔的表面质量会直接影响到整个伺服控制系统的进程,因此阀芯喷嘴要求很高的尺寸精度、形位精度以及表面粗糙度。为探讨磨粒流抛光伺服阀阀芯喷嘴的抛光效果,对磨粒流抛光阀芯喷嘴的加工过程进行数值模拟研究,分析了不同入口速度条件下阀芯喷嘴内磨粒流的动态压力、速度以及湍流动能的分布状况,研究分析了磨粒流抛光阀芯喷嘴的有效性,并对阀芯喷嘴的磨粒流抛光效果进行了预测。

花洒塑料喷头圆弧抽芯注射模设计

介绍了一款三功能手握花洒塑料喷头注射模设计,该模具采用外螺纹侧向抽芯以及圆弧侧向抽芯机构,圆弧抽芯的动力来源于马达。模具多处采用喷管件冷却,成型的塑料件最后由推管推出。模具结构复杂新颖,动作稳定可靠。

基于交互正交试验法的喷嘴结构数值分析

为解决塑料喷吹装置中喷吹不准确、噪声大等问题,采用基于Fluent数值分析的交互正交试验法对维多辛斯基曲线喷嘴的出口半径、收缩比和收缩段长度3个结构参数进行优化分析。建立喷嘴二维模型,选择Realizable k-ε湍流模型和宽频气动噪声模型,并通过Simplec算法计算出喷嘴的3个结构参数对射流核心段长度和噪声的影响。研究结果表明:出口半径对射流核心段长度影响最大,收缩比与收缩段长度的交互作用对其影响最小,单因素对射流核心段的影响高于因素间交互作用的影响;出口半径与收缩比的交互作用对噪声影响最大,收缩段长度对其影响最小。