汽液两相流激波升压过程的实验研究

采用实验的方法对汽液两相流激波升压的过程进行了研究 .汽液两相流激波升压的实验装置由蒸汽喷嘴、混合腔及相应的阀门和管道组成 .实验研究了不同的混合腔喉部直径、喷嘴前的蒸汽压力、升压装置的进水流量下升压的特性 .实验结果表明 ,汽液两相流激波升压的最大无量纲升压系数为 2 4 ,混合腔喉部直径增大 ,其升压效果下降 .引射率及蒸汽压力增加 ,其无量纲升压系数都将增加 .这些结论对汽液两相流激波升压装置的进一步研究及应用具有一定的意义汽液两相流激波升压过程的实验研究@刘继平$西安交通大学能源与动力工程学院!710049,西安 @…     

汽液两相流激波升压过程的实验研究

在不同的混合腔喉部直径，喷嘴前蒸汽压力，进水流量下，实验研究了汽液两相流激波升压装置的特性，实验结果表明，汽液两相流激波升压的最大无量纲升压系数为2．4；混合腔喉部趱戏增大，其升压效果下降；引射率及蒸汽压力增加，其无量纲升压系数都将增大，这些结论对汽液两相流激波升压装置的进一步研究及应用具有一定的意义。     

变截面通道内超音速两相流极限升压能力研究

根据质量、动量、能量守恒方程建立了变截面通道内超音速汽液两相流升压装置的极限升压能力计算数学模型．计算及研究表明：极限升压能力随变截面混合腔喉部直径、被升压的低压水流量和蒸汽喷嘴压比增加而降低，随环形水喷嘴间隙的变化出现了最小值；计算得出变截面超音速汽液两相流装置的极限升压能力可达26；在设计升压装置时应尽可能选取较大的蒸汽喷嘴压比和较小的环形水喷嘴间隙。同时给出了变截面混合腔喉部直径的设计原则。研究结果对变截面通道内超音速汽液两相流升压技术的应用有重要意义。     

基于直接接触凝结理论的汽液两相流升压模型

针对汽液两相流升压装置利用经验模型计算的过程中,仅能对出口压力进行计算,且计算值与实验值有较大误差的弱点,提出了用直接接触凝结（DCC）的理论求解汽液两相流的一维理论模型。计算升压装置的最大出口压力,分析其他参量的变化规律。结果表明,汽液两相流在凝结激波前为泡沫流,在凝结激波后完全凝结成单相水的情况下,升压装置的出口压力达到最大值。     

超音速汽液两相流升压装置用于供暖系统的性能改进研究

根据不同地区供暖系统对供回水温差的要求绘制出了最小供回水温差曲线,发现随着室外计算温度的升高,供回水最小温差由6 37℃逐渐增大至14 13℃;某一确定地区供暖系统供回水温差随着室外温度的升高而降低.当现有超音速汽液两相流升压装置应用于供暖系统时,针对其存在不能满足整个供暖期供回水温差要求的问题,提出了采用两级进水对现有升压装置进行性能改进,根据质量、动量和能量守恒方程建立了其升压、加热性能计算数学模型,计算并分析了其用于供暖系统的性能.研究与计算结果表明:当进汽压力在0 3～0 6MPa之间变化时,两级进水超音速汽液两相流升压装置的供水压力高于0 4MPa,供回水温差在14～25℃之间,满足供暖系统的要求.     

矩形通道内蒸汽射流凝结换热面积的实验研究

针对超声速气液两相流升压装置内高速蒸汽射流凝结现象,在蒸汽质量流率为200~600kg·m-2·s-1、入口过冷水质量流率为4~18t·m-2·s-1、入口过冷水温度为20~50℃的条件下,使用矩形截面蒸汽喷嘴和混合腔进行了可视化实验研究;采用热平衡相变模型计算了蒸汽射流凝结的换热面积,给出了换热面积随汽水参数的变化规律,并建立了预测归一化换热面积的实验关联式。研究结果表明:蒸汽喷嘴截面形状对射流凝结流场结构影响不大,气液两相区是蒸汽凝结的主要区域,蒸汽在气液两相区内以小气泡的形式与过冷水完成能量交换,换热面积随蒸汽质量流率和过冷水温度的增加而增加,随过冷水质量流率的增加而减小。实验中测得的换热面积在2.4×10-3~7.8×10-3 m2之间,换热面积实验关联式预测值与实验值的误差在±10%以内。本文研究结果对超声速气液两相流升压装置的优化设计和安全运行具有重要意义。     

变截面通道内超音速两相流升压过程的研究

通过对超音速汽液两相流在变截面通道中的升压过程的实验研究，得到了变截面通道内超音速汽液两相流的压力分布规律。实验结果表明，变截面通道中超音速汽液两相流的压力分布与出口压力、进水流量无关，而主要的影响因素是进水温度和进汽压力，同时超音速汽液两相流在变截面通道的渐缩部分的压力可以近似认为不变，凝结激波发生在变截面通道的喉部等，这些研究结果对该技术的进一步理论研究和应用均具有重要意义。     

空气冷凝器管内分层流实验观测及数值计算

在实验观测到的水平管管内凝结分层流基础上,建立了水平管管内凝结分层流的稳态两相流数学模型;计算出了两相流区内一些重要参数空隙率、干度、汽相速度、液相速度和凝结换热系数沿冷凝管长的变化曲线;分析计算了在冷凝器中加入汽液分离器对提高冷凝器冷凝性能的作用和效果。     

汽液两相流不稳定性实验研究

以真空相变换热器内出现的汽法两相流不稳定性为基础，对具有凝结──蒸发管系的汽液两相流不稳定性进行了实验研究，考察了汽泡不稳定振动限及影响振动频率的有关因素，其结果对工程实际具有一定的指导意义．     

水平加热管束间三维汽液两相流特性的研究

针对卧式火管式蒸汽发生器的结构特点,对水平加热管束间的三维汽液两相流特性进行了实验研究。用单探头和三探头单纤光导探针分别测定了加热管束间的空泡份额分布和汽相速度分布。开发了三维汽液两相低雷诺数湍流漂移数学模型和相应的数值计算方法。为计算漂移数学模型中的汽相速度,综合考虑了重力和流体本身的加速作用对汽相漂移速度的影响,故该漂移数学模型可用于分析多维汽液两相流。计算结果与实验测量值符合良好,证明该数学模型是正确可靠的。     

共轨蓄压式电控泵喷嘴系统的实验研究

研究共轨蓄压式电控泵喷吡系统的喷射特性,取代传统的泵－油管－喷嘴系统,利用研制的实验装置对共轨蓄压式电控泵喷嘴的流量特性、喷油压力特性及喷油定时进行实验,由此分析影响喷射特性的各种因素,实验结果表明,共轨蓄压式电控泵喷嘴的特性不仅受共轨压力、增压时间的影响,转速对其也有一定的影响,而在喷射特性调节的灵活性方面,共轨蓄压式电控泵喷嘴较传统的泵－油管－喷嘴系统有明显改善。     

高压共轨喷油器关键参数仿真分析及改进

高压共轨喷油系统的喷油规律、动态响应特性和动态压力特性可以综合反映系统性能.应用GT-FUEL软件研究了喷油器参数进回油孔直径对系统喷油规律、动态响应特性和动态压力特性的影响,确定了进回油孔直径的合理大小.为了进一步缩短针阀关闭时间,设计了增加一条进油通道的喷油器改进方案并对其进行了仿真,仿真结果表明该设计明显缩短了针阀关闭时间.     

喷油器喷孔积碳对柴油机喷油压力影响研究

使用光学电子显微镜,拍摄了新喷油器和积碳喷油器的喷孔图像。图像表明:喷油器喷孔积碳后,喷孔出口有明显的不规则积碳,对喷孔造成了一定程度的堵塞,改变了原有的喷孔结构;喷孔内部粗糙度有所增大,有少量不规则积碳存在于喷孔内部出口一侧。利用喷油泵试验台架,分别使用新喷油器和积碳喷油器进行了燃油喷射试验,测试了不同工况下的泵端压力和嘴端压力波形。试验结果表明:与新喷油器相比,喷孔积碳后喷油压力增大,压力峰值时间延后,针阀落座时间延后,喷油持续期增长,残余压力增大;嘴端压力波形由双峰曲线变成3峰曲线;喷油器开启压力增大,积碳对嘴端压力影响作用增大。     

柴油机喷油器调压垫片的自动测定

在简要说明柴油机低惯量闭式喷油器调压垫片厚度自动测定原理之后，就测试系统的主要组成，性能特点及各部分的设计要点作了介绍，并根据测试要求，对液压供喷及电子、电气控制系统中与整机性能有着重要影响的内容作了重点说明．最后，对喷油器调压及垫片厚度的测试结果作了评析．     

可调式引射器内流动的数值计算

在对可调式引射器结构和流动特点进行分析的基础上,建立了其内部流动的数学模型.给出了可调式引射器工作流体和引射流体入口、引射器出口的边界条件以及初始条件,并进行了相应的数值处理.用PHOENICS软件对可调式引射器内部流动进行了数值模拟,得出了可调式引射器内部流场分布、不同截面比下从喷嘴出口到扩散室出口之间轴线上的压力分布、引射比随喷嘴截面积变化的曲线,数值计算结果与理论结果较为吻合.     

风室压力损失对引射器流动的影响

实验测量了存在风室压损时引射器引射的二次流流量和风室压损；将测量的风室压损作为数值边界条件，利用有限体积法对存在风室压损时的引射器流动进行了三维数值模拟，并将数值和实验的二次流流量进行了对比，在此基础上，对实际运行情况下不存在风室压损时的引射器三维流动进行了数值模拟，并同存在风室压损时的流动进行了对比．结果表明，数值模拟结果与实验结果吻合较好，最大误差不超过4％，说明数值算法是合理可行的；压力损失使引射器的流动和引射流量等发生了较大变化，并且使测量的引射流量大大低于无压损时的情况。     

高压共轨喷油器响应特性的仿真分析

为了分析高压共轨喷油器结构参数的变化对喷油器响应特性的影响,以某型号重型柴油机高压共轨喷油器为研究对象,通过AMESim软件建立喷油器仿真模型,进行试验验证模型准确性.结果表明:进油孔孔径增大会提升开启响应速度但降低喷油器的关闭响应速度,出油孔孔径的增大提高喷油器的开启响应速度;控制柱塞直径的增大会提升喷油器的关闭响应速度但降低喷油器的开启响应速度;针阀密封直径的增大会同时提高开启和关闭响应速度;针阀弹簧预紧力的增加会带来针阀开启时间的延长和关闭时间的缩短.因此喷油器设计开发过程中应合理选取进油孔径取值并适当增大出油孔径及针阀密封直径.为高压共轨喷油器结构参数的优化设计提供参考.     

喷油器入口燃油压力波动频率

为深入研究喷油器入口燃油压力波动的频率特征,建立了共轨液力系统线性模型,基于模型分析了喷油器入口燃油压力波动信号的频率,并对线性模型进行了实验验证。仿真和实验结果均表明喷油器入口燃油压力波动信号中包含多阶频率。由共轨液力系统线性模型仿真计算得到的波动频率与通过实验得到的喷油器入口燃油压力波动频率之差随着轨压的增大而增大,但轨压为130MPa时的最大差值不超过10%。压力波动信号中包含的各阶频率均随轨压的增大而增大。     

射流喷网非织造布工艺技术的研究

本文研究了最新的非织造布加固技术——射流喷网工艺,其基本原理与针刺加固相似,采用高压水针替代机械针刺,纤网在水流直接和反弹的双重作用下,纤维缠结加固。实验表明:预水刺时,各注射器的水压能量须逐个提高,纤维的缠结效果好,并提出了原料、速度、压力、温度等关健技术参数。纤网定量降低,注射器数量增加,涤纶射流非织造布机械性能比棉纤维的好,纤维种类和强力对非织造布性能有较大的影响。随着纤网定量的增加,断裂强度,撕破强度和顶破强度增加。漂白棉射流非织造布手感比涤纶纤维差,射流法非织造布的撕裂强度曲线呈锯齿形。