气力喷头雾化特性的实验测定与神经网络数值模拟

在改变气力喷头的空气过流面积、吸液面与喷口之间的高度差和压力的条件下 ,测量了雾滴的直径 (体积中径DVMD) 用改进的BP算法人工神经网络对测试数据进行建模 ,通过建立好的模型进行仿真 从仿真结果发现 :在其余参数不变的情况下吸液高度对雾滴直径的影响呈线性递增关系 ;吸液高度不变时 ,对于不同的空气过流面积都存在使雾滴直径最小的压力值 ,并且都存在在低压区雾滴直径变化较小 ,在高压区雾滴直径变化较大的趋势 ;在吸液高度不变时 ,不同的空气过流面积都存在空气压力越高雾滴直径越细的现象     

液力式雾化制冷研究

根据液力雾化的机理 ,通过分析雾滴形成和运动的过程 ,从能量的角度分析形成雾滴最小直径和液膜速度的关系及产生小雾滴所需的条件。通过理论建模和数值仿真 ,研究了雾滴在空气中存在时间和飞行距离与雾滴直径的关系 ,及其对制冷效果的影响。结果表明 :为取得较好的制冷效果 ,需使液力式雾化后的雾滴为弥雾滴     

液体射流直径对大液气质量比双通道气流式喷嘴雾化性能的影响

采用水-空气系统,研究了液体射流直径对双通道气流式喷嘴雾化性能的影响。结果表明:当液气质量比为0.82~5.48时,液体射流直径对雾滴直径有显著影响。在液气质量比一定的条件下,随液体射流直径的增加,雾滴直径呈先减小后增大的变化趋势。当液体射流速度为2~4 m/s时,雾滴直径最小。     

拉瓦尔喷嘴结构参数选取及其雾化性能数值模拟分析

为加强喷嘴在高强度粉尘的煤矿井下的雾化性能,得到最优的结构设计和理想的雾滴粒径,本文首先依据公式得出一组拉瓦尔喷嘴的最优几何结构,探究了喉管直径、扩张角及气—液体积等物理参数对拉瓦尔式结构喷嘴雾化性能的影响规律。在气—液两相流下,运用Fluent软件对喷嘴内流场进行数值模拟,得到了喷嘴内流场的速度云图。发现喉管直径对拉瓦尔喷嘴出口速度有很大的影响;不同的扩张段半锥角对结果也有不同程度的影响;液体压力的变化对雾滴粒径的影响十分明显。喷嘴内部气—液体积比为6∶4并且气—液压力比为3∶1时,除尘效果最好。     

轴向柱塞泵工作腔吸油气穴数值解析

为揭示轴向柱塞泵吸油时工作腔内的气穴现象并寻求控制方法,利用AMESim软件建立柱塞工作腔吸油模型.以工作腔内无空气析出作为目标函数,应用遗传算法对吸油短孔尺寸进行优化,获得吸油短孔直径的临界值以及腔内压力与空气析出变化曲线;利用Fluent动网格技术,使用湍流k-ε模型与气穴模型对优化的工作腔进行动态流场计算,给出腔内流场压力与空气体积分数分布.结果表明:在缸体转角90°附近,工作腔内负压最低;吸油短孔直径大于临界值时,腔内压力高于空气分离压,无空气析出;腔内负压分布不均匀,工作腔底部附近压力较低,空气体积分数较高.     

喷雾脱硫压力式雾化器的研究

在湿法燃煤烟道气脱硫过程中液－固混合悬浊液的雾化效果特别重要，压力式雾化器结构简单、应用方便；因此，研究了液－固混合液压力、浓度、固体颗粒直径等因素对雾滴的体积－表面积直径（d32)影响。试验采用三维激光相位多普勒LDV／APV测试系统，测定了具有最大几率分布的雾滴直径（d32)。研究发现，压力与雾滴直径（d32)的变化呈非单调性，雾滴直径（d32)随压力的增加先减小、再增大；雾滴直径随液－固混合液的浓度、固体颗粒直径的增大则变大。     

燃机透平静叶尾缘柱肋通道内的汽雾/空气冷却流动与换热特性数值研究

基于通过提高燃气进口温度来提升燃气轮机热效率和增加出力的思想,采用ANSYS-CFX商用软件对模化的燃气轮机透平静叶尾缘楔形柱肋冷却通道中流动与换热特性进行了数值模拟,对比研究了冷却工质为空气和汽雾/空气时的冷却性能,以及不同的雷诺数和雾滴初始直径下雾滴在流动过程中的分布、努塞尔数、摩擦系数以及热力综合效率的变化情况。研究表明:雾滴初始直径越大、雷诺数越大,雾滴的流动距离越长;相同雷诺数条件下,相对于空气冷却,加入不同初始直径的雾滴可提高通道底面平均努塞尔数,换热效果强化越明显;底面平均努塞尔数的增幅与雷诺数和雾滴初始直径有关,为了达到最佳冷却效果,应考虑雾滴蒸发吸热和扰流两方面的影响;在冷却空气中加入雾滴后流动摩擦系数变化较小,综合考虑换热性能与流动阻力,加入汽雾可使热力综合效率最高提高26%。该结果可为燃机设计提供参考。     

新型气溶性射流喷嘴设计与数值模拟

针对传统高压水射流清洗耗水量大,能耗和运营费用高、清洗后的废液需要处理才能达到环保要求的缺陷,提出了新型射流清洗方式—气溶性射流.对新型气溶性射流喷嘴进行了结构设计,得到了喷嘴混合室直径、喉部直径、出口直径、收缩段长度以及扩张段长度等关键参数,并对新型喷嘴内外气液二相流场进行了深入计算与分析.结果表明,气液二相流雾滴在喷嘴轴线上速率随气流入口压力增大而增大,在喷嘴喉部速率变化率最大,在喷嘴出口处速率达到最大;当扩散角为10°时,射流扩散较慢,内部扰动和摩擦损失较小;当收缩角为30°时,气液二相流流动性较好,能量损失较小;粒径较小雾滴沿轴线方向速率变化较大,当喷射距离为35mm时,气液二相流雾滴速率达到最大值.     

工作参数对变量柱塞泵流量脉动的影响

为揭示出口压力、斜盘倾角和转速等工作参数改变时变量柱塞泵流量脉动的变化特点,以某恒功率变量柱塞泵为具体对象,建立了变量机构的机液联合仿真模型,界定出柱塞泵工作参数范围.采用空间球面法计算配流盘的过流面积,并考虑油液压缩性及运动副配合间隙的泄漏,在此基础上应用AMESim软件对柱塞泵泵体部分进行了建模.结果表明:工作压力增大时,柱塞泵出口流量脉动幅值及脉动率均增大,流量倒灌量增大;斜盘倾角增大时,流量脉动幅值增大,脉动率先减小后基本不变,流量倒灌量增大但增幅微小;随着转速的增大,流量脉动幅值增大,脉动率减小且低转速下变化梯度较大,流量倒灌量逐渐减小.     

高压细水雾灭火系统的雾滴直径测量与灭火试验

介绍了移动式高压细水雾灭火系统的工作原理,利用三维Doppler粒子测速仪(3DPDPA),对系统采用的系列喷嘴在不同压力工况下,产生的雾滴在1000 mm截面处的Sauter平均直径(SMD)进行测量.结果表明,雾滴SMD从中心到边缘逐渐增大;当喷雾压力大于3 MPa后,喷雾压力和喷嘴出口直径的变化对雾滴SMD影响极小;系列喷嘴产生的雾滴SMD都满足小于100μm的设计要求.参考其他火灾灭火试验标准进行的对比试验表明,系统能迅速扑灭1A固体和1B液体火灾,且用水量少,水渍损失极小;对比试验直接用水喷淋不能扑灭1B液体火灾,可以扑灭1A固体火灾,但是用水量较大.     

带有K型节流槽的液压支架换向阀改进设计

针对煤矿综采工作面现有液压支架换向阀阀口过流面积梯度大、仅能够实现开关型控制功能的现状,以及由此造成的支架供液系统内液压冲击剧烈问题,提出在阀芯径向过流孔凸肩位置增设K型节流槽的换向阀改进设计方案。得出了K型节流槽等效阀口过流面积计算方法,采用AMESim软件搭建了换向阀液压仿真模型;并对现有开关型换向阀和改进换向阀进行了对比研究。结果表明:带有K型节流槽的换向阀改进方案可实现阀芯开启过程中的阀口过流面积分段线性增大规律,在阀芯开度小于5. 5 mm时,阀口过流面积梯度较小;在阀芯开度大于5. 5 mm后,该梯度数值增大至与现有换向阀相当;阀口通流流量和阀口压力可相应实现分段增大规律。改进设计思路对于面向支架不同工艺动作的换向阀结构优化具有借鉴意义。     

带有K形节流槽的液压支架换向阀改进设计

针对煤矿综采工作面现有液压支架换向阀阀口过流面积梯度大、仅能够实现开关型控制功能的现状,以及由此造成的支架供液系统内液压冲击剧烈问题,提出在阀芯径向过流孔凸肩位置增设K型节流槽的换向阀改进设计方案。得出了K型节流槽等效阀口过流面积计算方法,采用AMESim软件搭建了换向阀液压仿真模型;并对现有开关型换向阀和改进换向阀进行了对比研究。结果表明:带有K型节流槽的换向阀改进方案可实现阀芯开启过程中的阀口过流面积分段线性增大规律,在阀芯开度小于5. 5 mm时,阀口过流面积梯度较小;在阀芯开度大于5. 5 mm后,该梯度数值增大至与现有换向阀相当;阀口通流流量和阀口压力可相应实现分段增大规律。改进设计思路对于面向支架不同工艺动作的换向阀结构优化具有借鉴意义。     

轴向柱塞泵排油腔减振槽的CFD解析

运用三维流体分析技术,对轴向柱塞泵排油腔的流场进行数值模拟和可视化研究,定性分析排油腔与减振槽在不同角度接触时的模型在一定转速下速度场及压力场之间的关系.仿真结果表明,不同的减槽结构,压力场与速度场变化趋势基本相同,但对轴向柱塞泵的降噪影响有很大差异;对配油盘三角槽的尺寸及小孔直径大小进一步优化,可以得到更好的轴向柱塞泵减振槽;双级小油沟结构可以降低三角槽结构在开启部分因过流面积太小而形成的负压和超压现象.     

热管式太阳能集热器联集管内流动与传热特性

为了获得结构参数与联集管内流动传热特性之间的关系,建立了热管式太阳能集热器联集管的数值模型并进行模拟。结果表明:在本文的研究范围内,在保证集热器集热量和联集管直径不变的条件下,减小套管直径,努赛尔数(Nu)变化不大,而摩擦因数(f)由大变小,因此若不考虑热管性能,则套管直径越小越好;当套管直径保持不变时,随着联集管直径的减小,Nu数和f都越来越大,因此存在优化关系;当保证换热面积不变的条件下,减小联集管直径并且增大套管直径时,Nu数先增大后保持不变,而f越来越大,此时,联集管直径和套管直径存在优化的匹配问题,上述优化问题须结合集热器成本、系统压降需求等做进一步研究。对比发现,换热面积保持不变时,套管与冷却水之间的对流换热系数更高。     

转笼式生物农药雾化喷头的性能分析

从理论上阐述转笼式离心雾化的原理,以及雾滴直径的最佳范围;通过对常温清水和生物农药白僵菌进行试验,分析了转笼的直径、丝网孔数、转笼转速、流量和压力等参数对转笼式离心雾化喷头雾化效果的影响。结果表明:雾滴粒径总体在100μm左右,生物农药的活性均在75%以上。收集位置越远,雾滴粒径越大,活性越低;随着转速、丝网孔数和直径的增大,粒径都是呈先增大后减小的趋势,而对活性影响不大;泵出口压力越大,活性越低。     

应用于无土栽培营养液传导基质的纺黏非织造布性能探讨

模拟聚酯(PET)纺黏非织造布作为无土栽培营养液传导基质材料的使用环境,对不同类型PET纺黏非织造布的厚度、干湿强力、芯吸高度、含液率、芯吸速率进行测试,探讨其使用的可行性,为其应用在无土栽培基质中提供参考.研究结果表明:轧光PET纺黏非织造布试样纵向强力最大,湿态下强力略有下降;不同压力下试样的厚度会有一定的变化,且湿态下厚度较小;亲水剂体积分数对试样接触角影响不大;施加压力下轧光试样纵向芯吸高度最大,含液率则未轧光试样纵向最大;不同试样的分段含液率衰减不同,施压下轧光纵向分段含液率衰减最慢.实际应用无土栽培营养液传导基质时,优先选择非织造布纵向排列使用.     

GY8果园喷雾机喷雾特性研究

研究了GY8果园喷雾机的喷雾压力、测点位置、风机转速对雾滴粒径的影响,以及冠层位置、喷雾机行驶速度对雾滴覆盖率和穿透性的影响.结果表明:喷雾压力和测点位置是影响雾滴粒径的主要因素,果树高度、树冠密实度和喷雾机行驶速度是影响雾滴覆盖率和穿透性的主要因素.雾滴粒径随喷雾压力增大而减小,雾滴在风力输送过程中,雾滴过大易沉降,过细则易飘失,但在2～3m距离内雾流稳定,且雾滴粒径D50(体积中径)在200 μm左右,风机转速对雾滴粒径影响很小.各冠层位置的叶片背向覆盖率均远小于面向覆盖率.对于树形较大的果树,雾滴覆盖率随冠层高度增加而减小,各层分布很不均匀;对于树高小于3 m的果树,各层分布均匀且覆盖率较高.3种果树不同垂直层面雾滴覆盖率均随喷雾深度增加而减小.雾滴覆盖率随喷雾机行驶速度增加而减小,行驶速度增加1倍时,不同冠层高度和冠层不同垂直层面覆盖率分别平均减小31.8％和44.3％;当喷雾机行驶速度为0.5 m/s时,雾滴具有更好的穿透性,果树可获得更大的雾滴覆盖率.     

4190Z_LC-2型船用柴油机燃油喷射系统参数匹配

利用AMESim液压仿真软件建立电控柴油机喷油系统仿真模型,在此基础上,以喷油压力为优化目标,喷油量为约束条件,运用正交试验设计方法进行喷油系统参数仿真计算,再通过方差分析方法分析各参数对喷油压力的影响规律。研究结果表明,对喷油压力影响程度由强到弱依次为柱塞直径、油管直径、凸轮型线速度、喷孔数×喷孔直径(流通面积不变)、油管长度。通过方差分析得出最优参数组合方案为:喷油器喷孔数×喷孔直径为10×0.22 mm;凸轮型线速度0.46 mm/℃A;柱塞直径15 mm;高压油管长度800 mm;高压油管直径1.5 mm。此参数组令方案可以将喷油压力提高到154.3 MPa。     

气井中涡流工具携液携砂效果模拟

为了解涡流工具同时携液携砂时流体的流动规律、压力分布、携液携砂效率、影响因素以及工作特性,对流体在涡流工具中的流动进行仿真模拟。对不同结构参数螺旋叶片的槽宽和槽深进行了组合,并对其作用效果进行仿真模拟,得到了涡流工具同时携液携砂的优化结构模型。分析了不同入口速度、气液比、砂粒直径下涡流工具对固相和液相的携带作用。结果表明:气井出水有利于气井携砂,气井含砂会影响涡流工具对液体的离心作用,但对气井的携液能力影响不大;相同工况下,液体更容易被携带流出;入口速度越大气井携液效果越好,入口速度变化对气井携砂的作用呈不规律变化;涡流工具可以降低气井携带固液两相的临界流速;砂粒直径越大涡流工具对固体和液体的携带作用均越小。     

复合叶轮绞吸泵的性能预测

渔业养殖在一定程度上满足了人们对鱼产品的需求,减缓了渔业资源的衰退,但是因为水土沉积、排泄物堆积等问题需要进行定期的疏浚作业,针对此问题对疏浚船的绞吸泵进行了相关设计。为了更好的了解所设计的绞吸泵的工作性能,采用计算流体动力学软件Fluent中的标准湍流模型,在过流物质为固液两相的泥水混合物时,对在不同流量点时绞吸泵内部的三维非定常流场进行数值分析,分析了在不同流量时绞吸泵内部的压力流场和速度流场的分布变化,同时对模型泵进行了实验测试。结果表明:流量在0.8 Q[U1]~1.2 Q之间绞吸泵内部的流场分布较其他流量点更好,模型泵在该区间的被破坏程度也较轻,所以认为该流量范围为绞吸泵的合理工作范围。