围压下磨料射流喷射套管及灰岩实验研究

在设计可承受围压的磨料射流喷射实验装置基础上,选取低孔低渗的石灰岩及套管试件,改变喷射压力、围压、喷嘴直径、喷射距离等因素,分析磨料射流切割套管及岩心的特性。结果表明,喷射压力、喷嘴直径等是影响磨料射流喷射效果的主要控制因素,喷射压力及喷嘴直径越大,喷射效果越好,射孔深度越深;射穿套管的时间对喷距及围压较为敏感,但岩样中的射孔深度对二者变化时的响应较小。     

脉冲激光加热下超急速爆发沸腾现象观测

以不同体积配比的纯丙酮/乙醇混合液体为实验工质,进行了脉冲激光加热下超急速爆发沸腾的实验研究.采用快速瞬态温度检测系统测定了爆发沸腾过程中金属薄膜表面温度变化规律,采用显微放大摄影系统观测与拍摄了液体工质产生爆发沸腾时气泡生成与运动的系列照片,揭示了超急速爆发沸腾与常规沸腾的本质区别以及激光加热条件、混合工质体积配比及工质中加入纳米颗粒等因素对超急速爆发沸腾的影响规律.     

Experimental Analysis on Non-thermoequilibrium in a Natural Circulation System

给出自然循环系统中欠热沸腾及闪蒸的分析及实验研究结果。实验在５ＭＷ核供热堆的模拟实验回路上完成。分析采用了四方程一维两相流漂移模型。用Ｃｌａｕｓｉｕｓ－Ｃｌａｐｅｙｒｏｎ方程计算上升段中汽泡闪蒸起始点。进口欠热度及系统压力作为变化参数。为了便于比较，也给出了仅采用饱和沸腾模型的结果。研究表明欠热沸腾及空泡的闪蒸对空泡分布及系统循环流量有很大影响，且系统压力越低，欠热沸腾及闪蒸的影响越大，在很宽的进口欠热度条件下加热段中只发生欠热沸腾。计算结果与实验值吻合得很好。此研究结果对于丰富和发展两相流理论，对自然循环两相流系统，特别是对以自然循环方式运行的低温核供热反应堆有重大意义。     

中孔炭电极在电吸附除盐中的应用研究

用中孔炭、黏合剂和导电材料制备的活性炭电极进行除盐研究,确定电吸附时间、电压、流量、溶液初始质量浓度等对电吸附除盐效果的影响,并在最佳工艺参数下处理电厂排放水作为锅炉补给水回用.结果表明:随着吸附时间的增加除盐率也增加,针对本实验装置确定吸附平衡时间为40,min;电压越高电吸附效果越好,但电压过高水会发生电解等副反应,电压1.2,V为最佳;电极间距越小,除盐率越高,本研究选择1,mm;Na Cl溶液初始质量浓度越大吸附容量越大,但除盐率会降低,因此每种装置都对应一个最佳范围.在上述最佳工艺条件下,利用该电极对电厂的达标排放水深度处理,除盐效果明显,可以使其达到再生水用于锅炉补给水标准.     

飞盘漩涡稳定性的理论和实验研究

结合流体力学及流体动力学的相关内容,研究飞盘漩涡产生的原因和机理,探讨影响漩涡运动和稳定性的相关参量,进一步通过实验对其进行验证.结果表明,圆盘直径越大,漩涡越稳定;拨水速度达到特定值,漩涡越稳定;圆盘入水深度越大,漩涡越稳定;对于同一个圆盘,池水越深,漩涡越稳定;漩涡能量衰减形式为指数衰减.     

重油活塞发动机夹气燃油喷射系统仿真研究

为研究航空重油内燃机燃油系统的雾化问题，进行了重油活塞发动机夹气喷射系统的仿真研究.建立了某型发动机夹气燃油喷射系统的数学物理模型，校核了夹气燃油喷射系统的物理模型，研究了结构、运行及环境参数对燃油系统的特性影响.结果表明稳压腔容积越小，压力波动幅值越大；压差越大，相同喷油脉宽下的燃油流量越大；随燃油温度升高，喷油量略有减小；海拔越高，压力建立越慢.随着海拔高度的增加，气体压力达到600 kPa所需的时间也逐渐增加，研究为燃油系统配机提供了理论依据.      

流态化炭催化剂粉末在非等容管道中的爆炸特性研究

针对炭催化CH4-CO2重整反应体系(炭催化剂+O2+CH4+CO2)易燃易爆的特性,在预热的非等容管道中对流态化粉状炭催化剂爆炸特性进行了实验研究,考察了流态化炭催化剂浓度、挥发分、预热温度、流态化炭催化剂粒径、初始压力等对流态化炭催化剂的最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率的影响.研究表明,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率随流态化炭催化剂浓度变化,呈抛物线形式分布;炭材料挥发分越高,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率越大,其对应的最佳爆炸浓度也越低;爆炸装置的初始温度越低,流态化炭催化剂最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率越大,且温度越低流态化炭催化剂最佳爆炸浓度越大;流态化炭催化剂粒径越小,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率越大;随着初始压力的升高,最大爆炸压力以及最大爆炸压力上升速率逐渐升高,且呈线性分布.     

LNG双燃料远洋大型集装箱船消防灭火系统设计

相比柴油燃料,液化天然气(LNG)燃料具有高热值、低价格、低排放等优点,在船舶动力领域内的应用和广泛推广已经成为必然趋势。LNG常以低温状态储存,一旦泄露会迅速沸腾汽化,与空气混合形成爆炸性混合物,极其危险。为实现LNG动力船火灾风险的有效控制,以20 000箱LNG/柴油双燃料远洋大型集装箱船为研究对象,分析LNG燃料自加注至燃烧的使用过程,根据需求提出一套包含可燃气体探测、水喷淋、干粉灭火和燃气处理间灭火在内的完整消防灭火系统设计方案,并通过阐述各部分的设计依据、原理及功能作用说明了设计的有效性。     

LNG多点喷射发动机32位电控系统软硬件设计

为实现液化天然气(LNG)多点喷射发动机多功能综合控制的要求,应用32位芯片MC68332,采用模块化的设计方法开发了电控系统硬件.根据发动机实时多任务软件设计的思想,利用高级语言(C语言)与汇编语言混合编程技术建立LNG发动机控制管理系统,以此为基础开发控制系统软件,实现了对LNG多点喷射发动机的控制.     

多孔微槽道复合结构的强化沸腾传热性能

设计了一种多孔微槽道复合结构,首先在高温条件下通过烧结将颗粒状铜粉与基体紧密结合在一起,形成具有一定厚度的多孔层结构;再利用线切割在多孔层上加工出具有一定深度的微槽道结构.微槽道结构不仅增加了沸腾时烧结多孔层的表面积,还提供蒸汽通道来保证蒸汽在较小阻力情况下逸出,从而利于气泡脱离;同时在液体剧烈沸腾时可以提供气液两相通道,从而分离气液相对流动.文中还分析了多孔微槽道复合结构关键参数(微槽道数目、微槽道角度、槽宽和槽深等)对沸腾传热效果的影响.实验结果表明,微槽道数目越多,微槽道深度越大,气液界面接触面积越大,强化沸腾传热效果越明显.     

船用中速机中压共轨电控燃油喷射系统

为提高船用中速机燃油喷射系统性能,减少有害物排放,研制开发一种柴油机中压共轨液力增压式电控燃油喷射系统.以润滑油作为工作介质对燃油进行增压和喷射,无需增加其他增压机构和更换喷油器,结构简单.设计了系统的硬件和软件,并在油泵试验台架上对该系统进行性能试验.结果表明:系统的响应速度快,控制精度高;喷油量、喷油压力和喷油正时控制灵活,调节范围大.系统的工作性能和技术指标可满足船用中速柴油机对电控系统的要求.     

双股高速燃气射流在液体中扩展及相互作用的实验研究

设计了多级渐扩形和矩形观察室,借助高速录像系统研究了双股高速燃气流喷入液体中的扩展及相互作用过程.探讨了喷孔直径、喷孔间距、喷射气压等参数变化对射流扩展形态的影响.结果表明:渐扩结构中较大的渐扩尺寸比能抑制射流扩展过程中的不稳定性;喷射压力越大,射流轴向扩展速度越大,射流的不稳定性越强;和矩形结构相比,同样的工况下,渐扩结构射流轴向速度较小,径向速度较大.     

通断调节下风机盘管水系统水力特性偏离

计算分析了风机盘管水系统通断调节下水力特性变化规律,结果表明关闭某一台风机盘管时,该风机盘管上游的风机盘管发生不等比例失调,下游的风机盘管发生近似等比例失调,各个风机盘管流量最大增加达14.27%,最小增加仅5.16%;关闭的风机盘管的支路压降越大,关闭后水系统的用户侧阻力系数越大且水系统总流量减少的百分比越大,最大减少2.15%;风盘总开启率越大,用户侧阻力系数越小,在相同的总开启率下,开启的风盘越集中在上游,用户侧阻力系数越小。上游风机盘管的水力稳定性系数大于下游风机盘管的水力稳定性系数。     

通断调节下风机盘管水系统水力特性偏离研究

计算分析了风机盘管水系统通断调节下水力特性变化规律,结果表明关闭某一台风机盘管时,该风机盘管上游的风机盘管发生不等比例失调,下游的风机盘管发生近似等比例失调,各个风机盘管流量最大增加达14.27%,最小增加仅5.16%;关闭的风机盘管的支路压降越大,关闭后水系统的用户侧阻力系数越大且水系统总流量减少的百分比越大,最大减少2.15%;风盘总开启率越大,用户侧阻力系数越小,在相同的总开启率下,开启的风盘越集中在上游,用户侧阻力系数越小。上游风机盘管的水力稳定性系数大于下游风机盘管的水力稳定性系数。     

流态化炭催化剂粉末在非等容管道中的爆炸特性研究

针对炭催化CH4-CO2重整反应体系（炭催化剂＋O2＋CH4＋CO2）易燃易爆的特性,在预热的非等容管道中对流态化粉状炭催化剂爆炸特性进行了实验研究,考察了流态化炭催化剂浓度、挥发分、预热温度、流态化炭催化剂粒径、初始压力等对流态化炭催化剂的最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率的影响．研究表明,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率随流态化炭催化剂浓度变化,呈抛物线形式分布;炭材料挥发分越高,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率越大,其对应的最佳爆炸浓度也越低;爆炸装置的初始温度越低,流态化炭催化剂最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率越大,且温度越低流态化炭催化剂最佳爆炸浓度越大;流态化炭催化剂粒径越小,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率越大;随着初始压力的升高,最大爆炸压力以及最大爆炸压力上升速率逐渐升高,且呈线性分布．     

高压共轨燃油喷射雾化特性的数值预报

利用FLUENT软件,采用WAVE破碎及标准kε湍流模型,对高压燃油喷射雾化过程进行数值模拟研究;在可视化实验平台上,借助高速摄影技术,结合C#语言开发的图像处理软件,分析得出宏观喷雾特性。采用数值模拟方法获得了各种工况下的喷雾贯穿距和锥角等宏观特性的发展规律。研究结果表明:仿真结果与试验结果较吻合。喷射压力越大,喷雾贯穿距越大,喷雾锥角越小;背压越大,喷雾贯穿距越小,喷雾锥角越大;随着喷射时间的增加,单位时间内贯穿距离和喷雾锥角的增加幅度都呈逐渐减小的趋势。     

液化天然气船水上泄漏事故源强计算方法

为更准确地计算液化天然气(LNG)船水上泄漏源强,研究了LNG船泄漏时LNG蒸发率、真空阀补气率、LNG泄漏率与货舱蒸汽压力变化间的相互作用机理,分析了货舱类型对泄漏源强的影响,给出改进的LNG船水上泄漏源强计算方法.结果表明:LNG船泄漏时货舱液面上方的压力会降低,从而影响实际泄漏速率,而且泄漏孔径越大,影响越严重;Membrane型货舱的泄漏源强特性与矩形舱较接近,Moss型货舱泄漏源强特性与矩形舱差别较大.     

高压共轨多次喷射油量波动现象分析

采用实验测量与数值模拟研究相结合的方法,研究了共轨燃油喷射系统动力学的基本原理,重点关注多次喷射过程中,水击现象造成的随间歇时间变化的喷射油量波动现象.利用AMES im软件建立的高压共轨燃油系统模型进行仿真,分析了多次喷射过程中,水击压力波动影响下的喷油器控制腔、蓄压腔液力过程和控制球阀、针阀运动规律.结果表明,高压共轨多次喷射油量波动是由于水击压力波动对针阀运动特性和喷射压力产生的周期性综合影响造成的.     

小通道内碳氢化合物极限热流密度实验研究

针对新一代发动机热防护所采用的再生主动冷却技术中的传热问题,对超临界压力下碳氢化合物的传热特性进行了实验研究。利用主流温度、内壁温度、传热系数等划分指标,量化了正常传热、传热强化、传热弱化3个阶段的区间划分;定义超临界压力下发生传热弱化时对应的热流密度为极限热流密度,对其影响因素进行研究,发现压力越高、质量流量越大、加热入口温度越低,极限热流密度越高;采用拟沸腾数对极限热流密度进行表征,并发现拟沸腾数与入口温度和压力相关,与雷诺数弱相关;基于实验数据,采用量纲分析方法得到综合影响因素下极限热流密度的预测公式,数据预测偏差在±10%以内。该研究结果可用于预测传热弱化现象的发生,为飞行器换热结构设计提供理论依据,进而保证飞行器整体的安全运行。     

外部时变热流对液化气体储罐的热响应规律

火灾高温环境极易诱发临近液化气体储罐发生沸腾液体膨胀蒸气爆炸(BLEVE)事故。为研究火焰热辐射作用对液化气储罐及内部介质的热作用规律,本文建立以辐射加热源模拟外部火焰作用,过热水为介质的小型储罐BLEVE实验模拟装置。实验结果表明:储罐接收外部热作用时间越长,其泄爆产生的压力反弹越剧烈;外部热作用强度的增大,提升了储罐内部压力响应速率;储罐气相空间的加热作用可以提高内部温度分层度,气相加热面积越大,分层程度越大,从而泄爆后的压力反弹越低。