液环泵喷射器三维流场数值模拟分析

利用ANSYS CFX分软件及湍流模型,通过改变液环泵喷射器的结构参数,模拟其内部的三维流动探讨了结构参数对喷射器内部流场及性能的影响;重点分析了引射压力、喉嘴距和面积比对喷射器性能的影响;得到了喷射器性能(引射气量、喷射系数等)随喉嘴距、面积比的变化规律;模拟结果表明:几何参数的改变极大的影响着波系结构;在给定的设计工况下,存在一个最佳的面积比(约为10.15)及一个最优的喉嘴距(20mm)对应于最大的喷射系数,为喷射器的优化设计提供了依据。

喷管喉道面积变化对大涵道比分排涡扇发动机性能的影响

使用Gasturb软件计算和分析了大涵道比分排涡扇发动机内、外涵喷管喉道面积变化对发动机性能的影响。在低压转子换算转速一定的控制规律下,研究了某型发动机喷管喉道面积变化对发动机转差、裕度、涡轮进口温度、推力、耗油率的影响。经过对比这些相互关系,可以得到1个最合理的内、外涵的喷管面积,从而指导用户最大限度地优化发动机的性能和延长发动机的使用寿命。

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。

喉管与喷嘴截面积比对射流式鱼泵输送性能及鱼损的影响

为探究喉管与喷嘴截面积比对射流式鱼泵输送性能及鱼损的影响规律,该文设计了喉管与喷嘴截面积比分别为1.75和3的射流式鱼泵,以鲫鱼为试验对象进行鱼类输送试验,获得了不同喉管与喷嘴截面积比射流式鱼泵的输送能力及单位质量能耗,并采用表观损伤统计、解剖和血清指标检测等方法分析了射流式鱼泵喉管与喷嘴截面积比对鲫鱼损伤的影响。研究结果表明:在相同被吸流体流量工况下,喉管与喷嘴截面积比较小的射流式鱼泵输送鱼类能力较强,且单位质量能耗较低。试验中喉管与喷嘴截面积比为1.75的射流式鱼泵输送鱼类能力达到1913kg/h,而单位质量能耗仅为1.51kW.h/t。鱼类损伤的主要类型是局部鳞片少量脱落(轻度损伤),约占所有过泵鱼类的10%。在相同被吸流体流量下,喉管与喷嘴截面积比较小的射流式鱼泵中鱼类轻度损伤率较高,而喉管与喷嘴截面积比对重度损伤率影响较小;喉管与喷嘴截面积比较大的射流式鱼泵在输送过程中对少数鲫鱼肝脏造成的损伤较严重;而不同喉管与喷嘴截面积比射流式鱼泵输送过程均会对鲫鱼肾脏造成影响,但是这种影响在24h内可以恢复到未过泵时的水平。综合考虑输送能力及鱼损情况,喉管与喷嘴截面积比为1.75的射流式鱼泵更适合鱼类输送。研究结果可为射流式鱼泵推广应用提供支持并可作为其优化设计的参考。

固体火箭冲压发动机直连试验分析方法研究

阐述了固冲发动机直连试验和试验方法,并根据试验获得的静温/静压/流量等参数提出了试验分析方法,能够获得燃烧效率、比冲效率。在不考虑热力计算误差的条件下,根据试验系统的测试精度,对该方法进行误差分析,表明:(1)通过补燃室尾部静压、静温、流量来换算尾部总压,相对误差较大,应该对尾部总压进行直接测量。(2)用该系统得到的燃烧效率、推力增益比冲、台架推力比冲的相对误差在±3.6%左右,主要误差来源于空气流量、补燃室尾部静压、台架推力,应该对这些参数的测试精度进行严格控制,以减小试验误差。

电站海水淡化用蒸汽喷射器的优化设计与试验研究

电站热法海水淡化中,蒸汽喷射器的性能影响系统的热利用率。传统的喷射器设计采用索科洛夫设计方法,该法所采用的经验系数过多,蒸汽混合压力计算不精确,因而设计性能偏低。针对索科洛夫设计方法的不足,将蒸汽喷射器混合段分为两段设计,并引入混合段面积比和喉部激波计算,重新修正了喷射系数计算公式和变工况运行曲线特征方程。为验证改进方法的可靠性,建造了模拟装置(喷射器模型,该模型与实际喷射器几何尺寸之比为1∶20),并进行了模拟试验,测量和分析了模拟装置设计工况下喷射系数和变引射压力、变背压运行曲线等。试验结果表明,采用新方法设计的喷射器模型运行性能有较大提高,且与计算结果吻合。

二元喷管气动喉道控制的数值模拟

采用二阶迎风格式,并结合S-A湍流模型求解N-S方程,对喉部注气的二元拉瓦尔喷管内部和周围流场进行了二维数值模拟,分析了注气总压比、注气总温比、射流缝缝宽和注气角度对喷管气动喉道控制的影响。计算结果表明:喷管相对喉道面积比随注气总压比和射流缝缝宽的增大而基本呈线性地减小,而注气总温比对喷管相对喉道面积比的影响很小;注气角度对气动喉道控制有一定的影响,当注气角度在-30°左右时,相对喉道面积比最小。

喷嘴总面积与喷吹管截面积比对滤袋清灰性能的影响

在自建的脉冲喷吹实验装置上,利用MYD-1540A型压电式压力传感器,对尺寸规格120×2 000 mm聚酯无纺布覆PTFE膜滤袋在不同孔管截面积比条件下的滤袋侧壁压力进行测试,实验同时测试了使用不同阀时对应同一孔管截面积比滤袋的侧壁压力,并利用MYD-1380C型压电式压力传感器测试不同阀不同开孔面积时喷吹管内压力随时间的变化。对比分析了同一阀在不同孔管截面积比、不同阀同样孔管截面积比时滤袋的清灰强度,并结合喷吹管内压力随时间变化的曲线分析了孔管截面积比对滤袋清灰性能影响的原理。结果显示:随着孔管截面积比的增大,滤袋清灰强度先增大后减小,喷吹管的最佳孔管截面积比为73.8%,当孔管截面积比达到152.5%及以上或小于26.5%时,清灰强度明显降低;阀的性能会直接影响孔管截面积比对清灰效果的影响;孔管截面积比对滤袋清灰性能影响的本质原因是引起喷吹孔出口气流速度的变化,从而影响压缩空气二次诱导气流量,进而影响滤袋清灰性能。

R141b气液两相喷射器性能研究

考虑实际流体性质、混合室阻力和喉部激波现象，采用等压混合模型，根据质量守恒、动量守恒和能量守恒建立中心进气两相喷射器一维模型。以R141b为工质，研究在不同入口参数和混合室截面积变化比（混合室喉部截面积与混合室入口截面积之比）下喷射器的升压特性以及入口参数和混合室截面积变化比对喷射器出口压力和喷射系数的影响。结果表明：在一定工况下，入口主蒸汽压力每增加0．5MPa，喷射器出口压力提高约0．002MPa；入口引射液体压力每增加0．1MPa，出口压力约升高0．6MPa。相对于入口主蒸汽参数的变化，入口引射液体参数变化对喷射器的升压特性影响更大。另外，随着混合室截面变化比的增大，升压效果下降。在入口引射液体参数为0．1MPa／299K和0．2MPa／321K的条件下，混合室截面积比分别增至0．6和0．4时，出口处蒸汽不能完全凝结。研究结果适用于大部分工质，为喷射器的设计和运行提供理论指导。