PSZ型自反馈式射流喷头的研究

近一年来,在全射流喷头研究中,我们提出超大位差的概念、拟负压切换的设计机理,解决了自反馈式射流喷头步进喷洒的程序控制;提出流场干扰的方法,解决了喷头元件喷嘴截面为正方形或长方形时喷头的自动返回;应用水封隔气原理,解决了喷头元件喷嘴截面为园形时喷头的自动返回,这样就较全面地解决了自反馈式射流喷头的设计问题。本文就研究中的一些有关问题作初步的论述。     

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。     

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。     

附壁振荡射流元件频率范围的试验

对比了流量计射流元件、涡腔自激振荡射流元件和附壁振荡射流元件的结构和工作原理,其中附壁振荡射流元件具有振荡频率可调节的特点,为了将该元件应用到液气射流泵内,以振荡射流这种新的形式进行工作,对该射流元件产生的振荡射流频率范围进行了分析,由测量元件壁面压力脉动的方法获得附壁振荡频率.结果表明:射流元件在结构尺寸固定,工作压力一定时,信号水流量和信号水导管长度存在合适的范围使元件正常工作,当超出该范围时,射流元件的主射流散乱;当工作压力范围为200～450 kPa,信号水导管长度范围为300～1 000 mm,信号水流量范围为160～425 g.min-1时,获得的附壁振荡频率范围为0.8～2.7 Hz;提高附壁振荡频率方法之一是减小元件的结构尺寸.     

MSP—40型水流互控步进式射流喷头

从1976年开始,嵊县抽水机站经过四年多时间的探索研究,现已试制成功MSP—40型水流互控步进式射流喷头。这种喷头综合了全射流喷头和摇臂式喷头的优点,是一种新颖的射流喷头。它与摇臂式喷头相比,省掉了摇臂及其附件,简化了喷头结构,节省了金属材料,降低了造价,改善了性能。它的最大特点是射程远,雾化程度好,雨量分布均匀,转动稳定可靠,单喷头控制面积大。所以,它是一种十分适合于茶叶、柑桔、蚕桑、蔬菜等经济作物及其它农作物喷灌使用的机具。水流互控步进式射流喷头的组合工作原理如图所示。图中A、B为主喷咀的相互作     

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。     

变角氧枪气体射流数值模拟

采用CFD流体模拟软件Fluent6.3,基于压力的分离隐式求解器,运用k-ε双方程模拟了四孔变角氧枪气体射流流场,分析了不同喷孔倾角下气体射流速度和动压分布规律,并确定了适宜的氧枪操作参数.结果表明,与喷孔倾角均为10.5°的喷头A射流相比,喷孔倾角变化1 °或0.5°情况下,气体射流流场基本相似;在射流方向上,射流速度分布和动压分布规律基本一致,喷头A的枪位控制在1 ～1.6m较为适宜;喷孔倾角变化1 °时,喷头B、C、D和E的枪位分别控制在1 ～1.6m、1～1.7m、1～1.8m和1～1.9m较为适宜;喷孔倾角变化0.5°时,喷头F、G、H和I的枪位分别控制在1 ～1.55 m、1～1.6m、1～1.65 m和1～1.75 m时更适于吹炼操作.     

大型转炉所用五孔喷头射流特性的研究

测定了五孔喷头射流速度的衰减速率。测定结果表明,由于中孔射流和边孔射流的边界条件不同,因而它们的速度衰减速率不同。当中孔和边孔的直径相等时,在正常的枪位下,射流速度中孔比边孔大一倍。为了充分地利用五孔喷头的射流对熔池的有效和均匀的搅拌作用,要求作用于熔池面时,中孔射流的速度应等于或略大于边孔射流的速度,为此设计五孔喷头时应使中孔面积(A_中)小于每个边孔面积(A_边)。测定结果得出A_中/A_边应为0.6～0.8。     

射流化油器系统设计中的参数选择与省油原理

射流化油器是射流技术在汽车上的一种应用。它用于汽车发动机供油系统,具有独特的优点。本文论述了并联三元件射流化油器的供油原理、系统的流量分配方案和元件控制信号的选择原则、并推导出元件的流量平衡方程式。同时也论述了射流化油器具有正压喷射、二次泡沫化和多股油束碰撞雾化等省油原理。因而证明射流化油器雾化程度变好,并能够满足发动机对燃油流量的任意特性要求。它在动力性能达到标准的情况下,经济性能大大提高。省油率可达8％左右,而且防止了供油系统中汽油蒸气阻力现象。这些优点都是传统的浮子室化油器无法比拟的。在当前节约能源工作中,射流化油器有着重要的应用价值。     

气动程序控制回路逻辑设计法

本文介绍一种气动程序控制回路的逻辑设计法。气动控制回路设计的关键是根据执行元件的动作要求,准确、迅速地确定控制信号元件与操纵元件之间的关系。本方法是利用控制信号元件的信号状态式和操纵元件的状态式进行简单的逻辑运算,来确定控制信号元件与操纵元件之间的关系,再根据控制信号元件与操纵元件之间的逻辑关系式设计气动回路。     

“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…     

三孔旋流喷头

氧枪是顶吹转炉的关键设备。研制新型的氧枪喷头,改善氧气射流对熔池的搅拌作用,以提高吹炼效果,一直是顶吹转炉研究的重要课题。北京钢铁学院于1975年开始进行三孔旋流喷头的水力学模型试验,试验结果表明,在三孔旋流喷头射流作用下,熔池的运动状态得到明显改善。为解决加强熔池搅拌的动力学条件开辟了一条新路。     

多孔喷头孔间距对射流特性影响的数值模拟

为研究多孔喷头孔间距对射流特性的影响,采用Fluent软件中的标准k-ε湍流模型并结合压力隐式分裂算子(PISO)算法对喷头的双孔射流在不同孔间距及不同压强下的速度分布展开研究,并对结果进行了对比分析.研究表明:卷吸现象的存在对射流的发展起到很大的作用,影响卷吸效应的两个关键因素是射流出口速度和喷孔之间的距离.     

移动式流体喷射试验装置的研制

根据液体喷洒和射流研究的需要,设计并试制了一套能够方便地对压力、流量、时间进行控制和记录的移动式流体喷射试验装置.该装置由供水系统、监测系统、行走系统组成,能自动显示和记录主要工作参数,设计了电动机和内燃机2种动力配置,自备水箱,有多个压力液体输出接口和自流接口,能够方便地进行喷洒、射流试验,能够牵引移动至田间进行试验.该装置的研制成功,为喷洒、射流元件研发提供了基础平台,填补了农业工程中流体元件研究领域的一个空白.     

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。     

煤岩钻孔水射流自旋转喷头限速研究

采用理论推导结合实验的方法,首先借鉴发电机原理,建立自旋转喷头稳态运行时电势、转矩和功率三个平衡方程,并以此设计了61旋转喷头电磁限速装置,将其用在煤层钻孔方面,确保了旋转射流在不同输入功率下,具有良好的打击成型性能,然后建立了影响旋转喷头转速的各主要因素之间的关系式,并讨论转速与射流功率之间的关系,最后做出实物样品,经现场试用后达到预期效果。     

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。     

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。     

电鍍法制造射流元件的新工艺

一九七○年底,我们开始用电镀法试制射流元件。在试制过程中,我们参考了当时有关电镀法制造射流元件的资料,遵照毛主席“有所创造,有所前进”的教导,勇于实践,勇于创新,对原有电镀法制造射流元件的工艺进行了全面的革新。新工艺的特点是:操作简便,质量容易保证,设备简单,容易购买或自制。因此,特别适合于一般中小工厂自制自用。也适用于专业化成批生产。我们按新的工艺生产了三小批,产品合格率达95％。生产的电镀射流元件在南宁机械厂试用了四年多,证明元件的使用性能良好,和光敏玻璃元件相比,元件喷嘴不容易堵塞,工作可靠。现将本工艺总结如下: