自控式全射流喷头元件设计与理论探讨

我们通过了对全射流喷头的研究，提出了用逆反馈拟负压切换的方法成功地解决了ＰＳＺ型自控式全射流喷头的步进问题，同时巧妙地应用了流场干涉法解决了信号对冲问题，实现了喷头自动返向，这就较完满地解决了自控式全射流喷头的设计问题并就有关问题给予必要的论述。     

自反馈式射流喷头的设计

本文在阐明研制中提出的超位差、延迟负压切换概念的基础上,进一步阐述运用增厚水封层的方法解决了PSZ10喷头的步进设计;提出用调整主射流附壁点位置的方法解决了喷头自动返回的设计问题,提出了用干扰针干扰元件作用区流场的方法使步进式喷头发生连续转动的问题。     

PSF—50型反馈式流控喷头的原理与分析

在射流过渡区,适当地控制附壁效应,便可获得驱动喷头旋转的推力,而问题的关键在于如何实现满足农田喷灌需要的自动控制。本文提出在射流元件左侧取得信号水,经由导流管反馈并堵塞元件右侧出口处的间隙C的方法,取得了满意的效果。本喷头找到了信号接嘴的理想位置,成功地解决了喷头在喷洒过程中的直射、步进和连续反向转动的问题。     

淹没条件下星形喷嘴射流流动特点的模拟研究

为了优化钻头水功率配置,提高井眼净化效果,对新近引入石油工程中的星形喷嘴射流进行了模拟研究,建立了喷嘴射流流场的流动控制方程,采用有限体积法对其进行离散,结合Realizable k-ε模型对方程组进行求解,并将计算结果与圆形喷嘴射流的结果进行了对比。对比结果发现,淹没条件下喷嘴出口截面形状对射流的影响主要体现在射流的起始段,起始段内星形喷嘴射流流场较圆形喷嘴射流的要复杂。当喷距大于4倍喷嘴当量直径时,星形喷嘴最大、最小截面上轴向速度和湍动能的衰减趋势同圆形喷嘴的衰减趋势一致,两个截面上射流速度剖面满足自相似性。     

飞机除冰车蒸汽射流喷头喷射面结构优化设计

采用蒸汽射流技术对飞机机身进行除冰,对蒸汽喷头的结构进行优化设计,喷嘴采用均匀分布的方式进行研究。首先对水平喷射面的喷头进行仿真分析,运用FLUENT软件对奇偶数量的喷嘴进行仿真研究,对温度场进行分析,奇数型优于偶数型,但是除冰效果提升并不明显;其次对弧形喷射面的喷头进行分析,三弧形优于四弧形,四弧形优于平面型,三弧形喷嘴偶数分布的射流干扰低于奇数分布;最后对喷头的除冰效果进行实验验证。得出结论:三弧形偶数喷嘴排布的喷头射流仿真模型的蒸汽射流干扰小,计算区域内的平均温度较高,冰层剩余量最小能提高整车除冰的工作效率。     

水下超声速气体射流的力学机制研究

介绍了对水下超声速气体射流的力学机制的实验研究. 在自行设计研制的实验系统里, 高压空气通过缩放喷嘴(拉伐尔)喷入一个3维水槽中. 射流在不同的工况下运行, 即过膨胀、适配和欠膨胀状态. 用一台CCD摄像机, 对射流流场进行了可视化. 实验发现, 超声速气体射流在水中的喷射, 总是伴随着很强的流体振荡, 而这种振荡与射流气相介质中的激波反馈现象有关. 对射流压力场进行了详细的测量, 证实了气相介质中的激波反馈现象. 但是, 这里讲的激波反馈不同于超声速气体射流在开放大气空间中释放时的声学反馈(声学反馈引起尖锐刺耳的声调). 它是这样一个过程：封闭在射流气袋中的激波引起射流内部的大幅度的、周期性的压力脉动; 然后, 压力脉动引起射流振荡, 包括大幅度气体膨胀现象的出现. 为了验证这种激波反馈现象, 我们对流场进行了详细的压力测量. 设计了三种压力测量装置, 即浸没在水中的压力探头; 在喷管装置侧壁上的压力测量; 在喷管装置前壁上的压力测量. 实现了对喷嘴下游、喷嘴附近以及喷嘴上游的压力测量, 而且各压力测量结果体现了很好的一致性. 研究表明, 射流的每一次振荡, 都引起一次压力的突然增加, 激波反馈的平均频率为5~10 Hz.     

飞机除冰车蒸汽射流喷头结构优化设计

采用蒸汽射流技术对飞机机身进行除冰,对蒸汽喷头的结构进行优化设计,喷嘴采用均匀分布的方式进行研究首先对水平喷射面的喷头进行仿真分析,运用FLUENT软件对奇偶数量的喷嘴进行仿真研究,对温度场进行分析,奇数型优于偶数型但是除冰效果提升并不明显,其次对弧形喷射面的喷头进行分析,三弧形优于四弧形,四弧形优于平面型,三弧形喷嘴偶数分布的射流干扰低于技术分布,最后对喷头的除冰效果进行实验验证,得出结论：三弧形偶数喷嘴排布的喷头射流仿真模型的温度场射流干扰小,计算区域内的平均温度较高,冰层剩余量最小能提高整车除冰的工作效率。     

CFD法研究多喷嘴冲击式水轮机的射流干涉

为提高冲击式水轮机的比转速和出力,通常采用增加喷嘴数的办法,然而增加喷嘴数会引起射流干涉,降低水轮机的水力效率.文中研究了射流干涉的产生机理,通过计算相邻两射流之间的动画单元数、水斗接受最后一滴射流的动画单元数、发生射流漏损时无效射流恰与水斗分离的动画单元数以及两相邻射流相交的动画单元数,提出了相邻两射流间发生干涉的判别式.利用所提出的判别式预测了不同喷嘴数和水斗数时冲击式水轮机的射流干涉情况,所得结果证明了判别式的有效性.     

基于附壁射流理论的全射流喷头射流元件设计

采用附壁点模型及控制面模型分析射流附壁模型,推导出附壁半径,以及对应各种位差时的附壁距离的计算方法.编程对10PXH,30PXH隙控式全射流喷头射流元件的附壁半径、附壁距离进行了初步计算,计算结果与实际采用的结构尺寸基本吻合,可以用来指导射流元件的结构设计.并利用木村模型对射流核心区域的流动进行了分析,核心区域的计算结果表明射流元件内附壁现象基本上发生在初始段内.     

自激振动空化射流喷嘴的设计与实验研究

以自激振动空化射流喷嘴为研究对象,以其在工业清洗中的应用为研究背景,通过设计具有不同结构参数的喷嘴,着重探讨了谐振腔长与出口孔长之比,谐振腔长径比等结构参数对射流特性的影响规律,并通过打击力和清洗力买验来对喷嘴射流特性进行评价.实验表明:谐振腔长与出口孔长之比在0.2～0.3区间时的打击力较高、清洗效果最好;同时还得出在操作压力一定的情况下,当谐振腔长径比为0.33时测得的打击力最大.     

“高压旋转水射流处理近井地层增产增注技术”列入“九五”国家科技成果重点推广项目

日前 ,全国有 2 14项技术成果列入“九五”国家科技成果重点推广项目。我校高压水射流研究中心李根生教授、马加骥工程师、沈忠厚教授主持完成的“高压旋转水射流处理近井地层增产增注技术”榜上有名。该项技术是利用井下可控转速的旋转自振空化射流解堵装置产生高压水射流直接冲洗炮眼 ,并利用高频振荡水力波和空化噪声 (超声波 )进行物理解堵 ,以提高油井产量。通过研究建立了自振空化射流的调制理论和喷嘴设计的新模型 ,得到了一种新型高效射流 ,成功地解决了井下喷头旋转控制方面的关键技术问题。自 1995年以来 ,该项研究成果已先后在 1…     

轧辊冷却用扇形喷嘴的射流性能

扇形喷嘴是轧辊冷却系统中的核心元件,但目前对扇形喷嘴的射流速度和流量分布的研究尚不够深入。在对轧辊冷却用喷嘴理论研究的基础上,建立了喷口的数学模型,并利用成熟的圆形湍流自由射流理论分析确定了射流边界和射流流量分布计算模型。以GYQ 1981B1型扇形喷嘴为例,进行了具体的计算。利用自行设计的扇形喷嘴实验台对该喷嘴各项射流指标进行了试验测试,试验结果与理论分析结果具有良好的一致性。     

分流式YSC178A型液动锤性能参数CFD计算

射流式液动锤射流元件受泥浆冲蚀易过早失效,故油气钻井用YSC178A型液动锤设计了内部分流结构以降低射流元件内流速,以提高射流元件寿命。针对内分流结构设计,应用CFD动态分析技术,对分流式YSC178A型射流式液动锤性能参数进行了数值模拟计算,并进行了实验验证。结果表明：CFD分析结果与实测结果吻合较好,计算精度可以满足工程设计需要,解决了此前在设计阶段无法计算分流条件下液动锤性能参数的问题,可为内分流式油气钻井用射流式液动锤的优化设计提供参考。     

福州地区科学技术协作交易会于三月初在福州举办——我校提出科研成果转让项目14项、技术服务项目24项

一、科研成果转让项目: 1.用HCP系统生成计算机专用语言;(软件研究室) 2.单相无刷发电机;(电机系) 3.PSH型互控式射流喷头;PSZ型自反馈式射流喷头;(数学系.)4.茶花自动配比装置;(自动化所)5.混合式无弧转换交流接触器;(电机系)6.防落素;(化学化工系)7.叶绿素提取工艺与食品染色技术;(轻工系)8.医院药品器材年统计报表等应用程序;(软件研究室)9.DCE—2型多元超声显象仪;(物理无线电系)10.高配对率、高对称性结型场效应对称管的制造;(物理无线电系)11.SD80—1型半微分器;(化学化工系)12.新型触电保护器;(电机系)13. 32路无线电自动报靶…     

组合式射流冲击冷却壁面稳态传热特性仿真分析

射流冲击是一种具有较高的局部换热效率的换热方式,具有重要的工程应用价值.以流体仿真软件Fluent为工具,设计了多个喷嘴组合式的射流冲击冷却模型,研究了组合式射流垂直和倾斜冲击壁面时的稳态传热过程,讨论了喷嘴倾角和间距对壁面传热特性的影响.发现随着斜喷嘴倾角增大,组合式射流的壁面平均努塞尔数先逐渐增大然后减小;组合式射流继承了单束直射流和斜射流的优点,在保证滞止区传热效率较高的同时,有效地提高了射流下游的传热效率并使壁温分布更加均匀;当斜喷嘴靠近直喷嘴时,组合式射流整体传热特性与单束斜射流相似;当沿横向和纵向增大斜喷嘴与直喷嘴间距时,壁面平均努塞尔数均增大.     

氧气顶吹转炉三孔氧枪的研究

三孔喷头的结构形式、马赫数、小孔夹角和小孔间距等参数的选择,以及吹炼枪位的确定是当前三孔喷头的研究中的几个重要課题。本文结合对喷头的冷态测定和转炉的吹炼实践对上述问题进行了研究。三喉式喷头由于其结构合理,能有效地将氧气压力能转化成射流的动能。同时提出了目前中小型转炉广泛使用的单三式喷头的改造途径。结合射流冲力衰减和实际吹炼枪位的数据,找出了枪位同射流冲力的关系,这样可用冷态测定的数据並指导转炉的枪位操作。在使用三孔喷头的情况下,转炉要顺利地进行吹炼,必须保证有适当的循环比(即射流的冲击半径同熔池半径之比),小孔夹角和间距是对循环比有影响的重要因素。     

射流管伺服阀反馈杆刚度特性研究(英文)

建立了射流管伺服阀反馈杆的刚度数学模型.射流管伺服阀反馈杆为特殊的弹簧元件,可以通过恰当地设计反馈弹簧来实现射流管伺服阀的良好动态特性.同时还构建了反馈杆刚度的优化模型,通过有限元分析进行反馈杆刚度的分析和预测.     

长圆形出口喷嘴射流特性的实验研究

在研究矩形出口喷嘴射流的基础上，对长圆形出口喷嘴的射流特性进行了室内实验研究。结果表明，长圆形喷嘴射流在短轴剖面上的扩散角比在长轴剖面上大，随喷距的增大，其横向截面将逐渐变为圆形。长圆形喷嘴的流量系数大于同样结构特征的矩形喷嘴，其射流的轴心动压力衰减以及横向动压力梯度分布规律与矩形喷嘴射流相似。随喷距增加，长圆形喷嘴的轴心动压力衰减比矩形喷嘴衰减慢。在钻头上使用的长圆形喷嘴的最佳无因次喷距应在无因     

提高射流在井底工作效率的研究通过技术鉴定

以沈忠厚教授为首的射流科研组在提高射流在井底工作效率的研究方面取得了重要的科研成果,并研制出了加长喷嘴钻头。1989年3月26日由中国石油天然气总公司组织对该项成果进行了技术鉴定。鉴定会上,专家们一致认为该项研究属国内首创,解决了钻井技术中长期未解决的重要理论问题,丰富了淹没非自由射流理论。设计和研制的带硬质合金衬套的加长喷嘴在国内首次较好地解决了在81/2″三牙轮钻头上的使用寿命问题。     

脉冲喷嘴射流特性试验研究

对常压下脉冲喷嘴自由淹没射流结构特性进行了试验研究.并对设计出的脉冲喷嘴进行了大量试验.结果表明,脉冲喷嘴射流的外边界变化规律、等速核和无因次速度分布规律等均与普通射流有较大差异.脉冲喷嘴射流的外边界为一波浪线,且在喷距达一定数值后,随着喷距的加大,呈非线性缓扩直至平直趋势.脉冲喷嘴射流不存在明显的等速核,射流从喷嘴一射出就有较大的速度脉动.文章给出了脉冲喷嘴射流轴心线上的脉动速度与无因次喷距之间的变化规律.