Y型喷嘴性能的数值分析

利用F luen t软件模拟气流式雾化喷嘴的喷雾,计算了不同的入口条件下,喷嘴喷雾的液体雾化粒径;讨论了不同的液体和气体压力以及它们的比值对喷雾效果的影响;模拟结果与实验数值吻合很好。分析结果表明,液体压力的增大不利于雾化,而随着气体压力的增大雾化效果改善显著,但是气液压力比满足一定的匹配数值才能保证良好的雾化效果。     

同轴气流引射式喷嘴流动特性数值研究

采用RNG k-ε湍流模型,结合混合双流体模型对同轴气流引射式喷嘴的内部流动特性进行了数值模拟,考察进气压力对喷嘴流动特性的影响,得到气液流量变化规律,并与试验结果进行了对比,验证了模型的可靠性。研究结果表明,由于同轴气流引射式喷嘴内部存在中心负压区域,实现了对液体的引射。随着进气压力增大,喷嘴出口的湍动能增大,液体体积分数减小,气液混合效果增强,有利于提高雾化质量。液体流量随着进气压力的增大呈先增大后减小的变化趋势,因此,进气压力需要控制在合理范围内。     

多喷嘴液液引射器的试验与数值模拟研究

采用控制变量法,模拟研究了不同进出口压力等因素对多喷嘴液液引射器性能及增压效果的影响规律。结果表明,在引射泵组中,随着工作压力和引射压力增大,引射器的引射系数和引射流量都增大;而随着出口压力增大,引射器的引射系数和引射流量减小;引射器出口压力的增加对引射泵组中的泵前增压效果优于工作压力和引射压力;泵前压力随引射器进出口压力的增大而增大。试验在综合考虑泵的效率和增压效果后,采用30%回流率,引射泵组可提高1.59 m压头,与模拟结果 1.54 m吻合较好。     

引射比对生物柴油斯特林发动机喷雾特性影响的仿真研究

基于斯特林发动机的喷雾特性,建立了某斯特林发动机旋流引射、喷雾的数学物理模型,模拟了高背压下生物柴油斯特林发动机在不同引射比下的喷雾过程。研究发现:生物柴油喷雾锥角随引射比的增大而增大,大引射比下的喷雾油束前端出现了明显的凹型回缩锋面;引射比越大,喷雾贯穿距越小;增大引射比,液滴速度增大,索特平均直径减小,粒径方差减小。高背压下,增大引射比能增大燃油混合气的空间分布,提高喷雾雾化效果。     

基于VOF-DPM模型的离心喷嘴中的燃油流动及雾化特征研究

针对燃油在离心喷嘴中的内部流动及其外部雾化过程,采用VOF-DPM模型对其进行了数值模拟研究。分析了压力对喷嘴出口处空气芯大小和液膜厚度的影响,得到了液膜破碎长度和雾化锥角等雾化特性,应用实验测试结果对数值模拟进行了验证,并与流体体积函数法(VOF)和离散相追踪法(DPM)进行了对比。结果表明：VOF-DPM模型可以真实反映离心喷嘴的内部流动和外部雾化特性,研究发现了与实际雾化过程符合的液膜破碎存在孔洞破碎和边缘破碎两种形式;捕捉到了在液膜表面的波动及气动力共同作用下液膜失稳破碎形成液滴的过程;燃油流动及雾化特性随着压力增加发生变化,喷嘴内空气芯直径增大,出口处液膜厚度减小,液膜的破碎长度下降。     

横向流速度对旋流式喷嘴雾化影响的数值分析

为了研究横向流速度对旋流式喷嘴雾化的影响,通过对旋流式喷嘴在横向流场中的雾化场进行数值模拟;模拟结果给出了喷雾流场随横向流速度变化的规律,并得到了不同横向流速度下喷雾液滴的索特平均直径（SMD）,进一步分析了喷嘴出口下游截面雾化粒径的分布情况。     

丙醇-生物柴油斯特林发动机喷雾特性试验研究

斯特林发动机的喷射压力和背压均低于柴油机,一般采用压力涡流和引射耦合的喷雾方式。为研究丙醇-生物柴油混合燃料的在斯特林发动机上的喷雾特性,本文建立了基于斯特林发动机的喷雾可视化试验系统,研究了喷射压差、丙醇含量及喷孔直径对丙醇-生物柴油混合燃料斯特林发动机的喷雾特性的影响。结果表明：与柴油相比,丙醇-生物柴油混合燃料对喷射压差的敏感性较小;在不同喷雾阶段,丙醇含量对喷雾的影响呈现不同规律,在喷雾趋于稳定后,P50BD50、P75BD25和纯生物柴油的喷雾贯穿距明显大于P25BD75和柴油;喷孔直径越大,喷雾锥角越大、喷雾贯穿距越小;引射作用对喷雾形态有质的影响,在可观测范围内,已无明显的雾束结构,引射是低压差下斯特林发动机实现良好雾化的关键。     

基于马尔文法测量空气辅助雾化喷嘴雾化特性的实验研究

乏燃料后处理对核能产业的持续健康发展意义重大,其中硝酸铀酰雾化喷嘴是典型的水法乏燃料后处理工艺中的关键部件。本文以水替代硝酸铀酰作为雾化介质,基于马尔文喷雾激光粒度分析方法,测量了给定的空气辅助雾化喷嘴结构下,喷嘴在不同的空气入口压力下的雾化特性。结果发现,在雾化喷嘴入口气体压力分别为0.3 MPa、0.4 MPa和0.5 MPa三种情况下,雾滴从喷嘴喷射出来后成锥状发散,均能形成良好的雾化效果,随着雾化喷嘴入口气体压力的增大,索特平均直径在30～60μm的范围内逐渐减小,雾化锥角基本上都维持在35°～39°的范围内,基本变化不大。     

基于三维数值模拟的蒸汽喷射器结构优化

蒸汽喷射器可以有效利用余热资源,是一种节能环保的流体机械。采用计算流体力学(CFD)软件对蒸汽喷射器进行三维数值模拟,研究了喷嘴出口马赫数、混合室长度、等截面积混合段长度和扩压室长度对喷射器引射比和临界压力的影响。模拟结果表明:混合室长度存在一个最佳值,且最佳混合室长度与喷嘴出口马赫数有关;等截面积混合段长度和扩压室长度对引射比的影响不大,但是会影响喷射器的临界压力。研究结果对于蒸汽喷射器的设计和结构优化有一定的意义。     

引射汇流装置的结构优化与数值模拟

针对具有环形喷嘴的引射汇流装置结构上的不足对其进行了改进;采用湍流控制方程、标准k-ε双方程模型,利用SIMPLE算法处理压力-速度的耦合关系,结合Gambit,Tgrid生成非一致性网格,导入Fluent对改进前后的引射汇流装置进行了数值模拟,模拟了引射汇流装置改进前后的速度场、温度场和压力场分布情况,模拟结果表明改进后的引射汇流装置的引射效果优于改进前的。     

Spray characteristics and controlling mechanism of fuel containing CO2

This paper presents studies of spray characteristics and controlling mechanism of fuel containing CO₂. Using diesel fuel containing CO₂ gas, experiments were conducted on diesel hole-type nozzles and simple nozzles. The steady spray and transient spray characteristics were observed and measured by instantaneous shadowgraphy, high-speed photography, phase Doppler anemometry (PDA) and LDSA respectively. The effects of CO₂ concentration in the fuel, the injection pressure, the nozzle L/D ratio, surrounding gas pressure and temperature on the atomization behavior and spray pattern were evaluated. The results show that the injection of fuel containing CO₂ can greatly improve the atomization and produce a parabolic-shaped spray; and the CO₂ gas concentration, surrounding gas pressure, temperature and nozzle configuration have dominant influences on spray characteristics of the fuel containing CO₂. New insight into the controlling mechanism of atomization of the fuel containing CO₂ was provided.     

Controlling Mechanism and Resulting Spray Characteristics of Injection of Fuel Containing Dissolved Gas

ＣｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｓｍaｎｄＲｅｓｕｌｔｉｎｇＳｐｒａｙＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＩｎｊｅｃｔｉｏｎｏｆＦｕｅｌＣｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ＤｉｓｓｏｌｖｅｄＧａｓＨｕａｎｇＺｈｅｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｏｗｅｒＭａｃｈｉｎ?..     

小流量旋流喷嘴喷雾性能影响因素的试验研究

在超高压燃油喷雾试验台上测试分析了不同环境背压及喷射流量对适用于斯特林发动机的小流量压力旋流喷嘴燃料喷射性能的影响。结果表明:喷嘴的喷雾形态受燃烧室背压的影响最明显,背压升高,喷雾锥角减小;喷射流量的影响受背压的限制,中高背压下,流量增大到一定程度后锥角开始变小,流量继续增大,雾化效果变差。喷嘴设计流量的影响为:增大设计流量,相同工况下的喷雾锥角有增大的趋势,但有效雾化的最小临界流量值变大;设计锥角的影响和设计流量类似:较大喷射流量工况下,大设计锥角喷嘴对高背压的适应性较好。研究认为:小流量工况只能采用小设计流量的喷嘴,且对高背压的适应性较差;在大流量工况下,设计流量和设计锥角均较大的喷嘴对高背压工况具有更好的适应性。     

湿法烟气脱硫旋流喷嘴雾化特性研究

1引言石灰石/石灰-石膏湿法脱硫是目前的主流烟气脱硫工艺,其核心设备是脱硫吸收塔,较常用的塔型是喷淋塔[1]。雾化喷嘴是喷淋塔内的关键部件,雾化的优劣直接影响脱硫效率和脱硫剂的利用率。通常多用旋流压力式喷嘴,其中空心锥旋流喷嘴最为常见,系统地研究旋流喷嘴雾化特性对湿     

Experimental study of flow regime characteristics in diesel multi-hole nozzles with different structures and enlarged scales

The internal flow of diesel nozzles has a strong influence on the subsequent spray and atomization characteristics. A flow visualization experiment system equipped with enlarged transparent nozzles was set up to investigate the effect of different nozzle structures and different nozzle enlarged scales on cavitating flow and subsequent spray characteristics. Significant parameters of internal flow including critical pressure of cavitation inception, critical pressure of hydraulic flip, discharge coefficient, Reynolds number, flow rate and cavitation distribution were fully investigated during the experiments. Experimental results show that the nozzles with small length/diameter ratios at the same orifice diameter were more inclined to cavitate and had higher discharge coefficient than that of nozzles with large length/diameter ratios. Cavitating flow in nozzles with different sac volume structures may incur different spray characteristics in the near-nozzle field and it is the internal cavitating flow that induces the asymmetry of subsequent spray. The investigations indicate that the critical pressure of hydraulic flip and discharge coefficient of nozzles under different needle lifts were quite different even under the same boundary conditions and the nozzle flow characteristics have been greatly influenced by the hydraulic flip phenomenon. Two types of cavitation were observed in nozzles with different scaled-up times and the string cavitation was found in three times scaled-up nozzle, while the cloud cavitation bubbles were appeared in five and eight times scaled-up nozzles. A kind of hysteretic cavitation phenomenon was also observed in the experiment and then was analyzed in this paper.     

_旋转型气_液雾化喷嘴_流量特性的实验研究

在对各种气动喷嘴及其雾化机理分析的基础上提出了一种新型的雾化喷嘴——“旋转型气-液雾化喷嘴”,其气液比在热态实验时为4％～6％(用压缩空气雾化),并对其流量系数进行了系统的研究。主要考虑了喷嘴的结构参数、气液比(ALR)和液体粘度等因素对流量系数的影响。通过实验测量与拟合,最后得到了喷嘴的流量系数的表达式,可以用来指导喷嘴的设计。     

燃油喷嘴气液两相流雾化特性研究

以空气,水为工质,利用马尔文粒度分析仪对气液两相流雾化器喷嘴的雾化特性进行了详细的实验研究。测量了气,液两相流不同入口压力比条件下通过喷嘴后形成的液体雾化粒子的粒径分布,详细讨论分析了气,液两相压力及进气,进液方式对喷雾效果的影响,得出了喷嘴雾化过程中气液两相流量与气液两相压力之间的规律和 化原则,并对喷嘴的雾化机理进行了探讨。     

喷孔几何特征对变截面喷油孔空穴流动状态的影响

采用混合多相流模型及空穴模型相结合的方法,对喷油嘴激光打孔过程形成的变截面喷油孔内空穴流动现象进行数值模拟,重点分析喷孔几何特征对空穴流动状态的影响规律.结果表明,变截面喷孔内喷孔截面收缩或者扩张的程度及位置对孔内燃油空穴流动状态具有重要影响.截面收缩型的喷孔可在出口形成更大的空穴强度分布,利于促进燃油的初次分裂及雾化.截面扩张型喷孔可使得出口燃油速度分布更均匀,出口平均速度增大,从而提高流量系数;研究还发现,相对于直喷孔,变截面喷油孔内空穴流动状态对孔入口倒角变化的敏感性减小,这将有利于提高多孔喷嘴各孔流量及雾化的均匀性.     

燃烧室压力对燃油喷雾和燃烧的影响研究

采用CHAMKIN模拟分析燃烧过程,基于自行设计的可视化定压燃烧系统试验研究燃烧室压力对燃油喷雾和燃烧的影响。结果表明:随着压力的升高雾化效果逐渐变差;进气旋流可以改善雾化效果;如果进气旋流是高温气体,则改善情况更明显。压力的增加仅加快了反应速率,缩短了着火延迟时间,并没有引起着火过程中温度的很大变化。随着燃烧压力的增加,火焰逐步向燃油喷嘴处移动,可通过提高烟气卷吸率增强气旋效果,使火焰更长,燃烧更均匀,避免烧坏油头及燃烧室内部分温度过高等不良后果。     

湿式脱硫塔除雾器冲洗喷嘴性能研究

国内外除雾器冲洗喷嘴一般采用实心锥喷嘴,考核喷嘴性能的重要指标是扩散角和均匀度。本文通过加工不同喷嘴芯旋度、排放口长度和排放口倒弧角的喷嘴,并对其进行大量试验,系统地研究了冲洗喷嘴的扩散角和均匀度的变化规律。