液幕式湿法脱硫中喷嘴竖直射流液体回落特性实验

在液幕式湿法脱硫中,竖直射流回落液量分布情况直接决定脱硫效率.研究了3种型线喷嘴竖直射流液体回落的分布规律和射流高度与喷射压力关系.根据实验数据,推导出了"回落液幕无量纲体积流率公式".实验中发现,不同型线喷嘴的回落液体分布规律差别不大,因为同样射流高度下,推导的公式中参数A、n和R0很接近.拟合出射流高度和喷射压力以及无量纲平均半径和射流高度关联式.通过喷嘴组实验,证明喷嘴组回落液量可视作多个单喷嘴同时射流回落液量简单叠加,且分布均匀性是喷嘴间距和射流高度的函数.     

液幕式双流程烟气脱硫塔内气液流动与脱硫传质性能的研究

对液幕式双流程脱硫塔的气液流动性能以及脱硫传质特性进行相关的实验研究.通过实验测试,提出烟气流量、浆液循环量、液气比值等主要参数对液幕式脱硫塔内的气液流动特性和脱硫效率性能的影响.实验发现,随着液气比增加,射流高度和气液两相流阻力系数相应增加;气相雷诺数增加时,射流高度相应增加而气液两相流阻力系数相应减小.浆液循环量和...     

低压力大流量喷嘴液膜射流破裂长度

对脱硫塔内用低压力大流量喷嘴的液膜破裂长度进行了实验研究，采用影像法考察了速度、喷嘴出口缝隙高度等对液膜长度的影响．结果表明：在无外界强烈扰动情况下，液体流量超过一定值时，其产生的液膜将发生随机性破裂，且液膜外边界变得模糊；通过实验考察了Re数、We数和Oh数对喷嘴液膜射流破裂长度的影响，在此基础上提出了适合脱硫塔中喷嘴的液膜射流破裂长度的关联式．     

喷淋脱硫塔喷嘴外流动数值模拟与实验研究

建立了一个喷淋脱硫塔喷嘴数值模型,研究了影响喷淋脱硫塔内气液传质的喷淋液流量与液膜平均破裂长度、喷嘴初始喷射角、液滴平均粒径的关系。设计了专门的测试平台和单匝螺旋喷嘴,采用快速CCD和数码照相机拍照对液膜和液滴运动进行了测试和分析。模型计算和实验结果均表明:液膜平均破裂长度随喷淋液流量加大而减小;液滴平均粒径减小随喷淋液流量加大而减小;在喷嘴出口缝隙高度等于4.25 mm时,随流量的增大,喷嘴的喷射角随流量的增大反而变小,大于4.25 mm后,在同一喷嘴缝隙高度下,喷射角随喷嘴流量的增加而增加。     

液幕式脱硫吸收塔中气液传质特性的实验研究

对液幕式吸收塔脱硫性能进行了实验研究,分析了烟气流量、循环浆液量、浆液pH值等参数对脱硫性能的影响,合理选择装置结构和运行参数时,脱硫效率可达95%;提出了液幕式吸收塔中传质面积的计算方法,建立了液幕式吸收塔的传质模型,发现传质系数在pH=5～10之间变化不明显,得到了液幕式吸收塔的传质系数关于气相和液相雷诺数的经验关系式.     

湿法烟气脱硫喷淋塔不同喷嘴布置雾化性能比较试验

喷淋塔是湿法烟气脱硫工艺中应用最广泛的塔型,雾化系统是喷淋塔的关键技术,影响脱硫传质过程.为了较为全面地研究喷淋塔雾化性能,建立了试验台,以压力作为间接指标,采用湿法脱硫中常用的旋流喷嘴和螺旋喷嘴,对单层/双层旋流喷嘴布置、单层/双层螺旋喷嘴布置、旋流喷嘴和螺旋喷嘴组合布置的喷淋塔雾化性能进行了比较.试验表明,雾化系统对塔内气流分布的作用不甚明显,相比之下,上旋流下螺旋的组合布置方式既可满足工艺气液比的要求,断面上雾化粒径分布的均匀性及雾滴在喷淋段分散的均匀性又较好,可作为塔内雾化系统优选布置方式.     

石灰浆液雾化喷嘴及其特性研究

对一种双流体石灰浆液雾化喷嘴的雾化特性进行了实验研究。分析了各因素对雾化角、 雾滴粒径分布的影响规律，得到了预测雾滴平均粒径的经验公式。结果表明，该喷嘴能耗低，雾化效果好，非常适用于半干法烟气脱硫。     

基于可压缩双流体模型对射流破碎的研究

在OpenFOAM框架下,基于可压缩双流体模型,应用界面压缩法捕捉气液界面,采用大涡模型处理高速射流中的湍流流动,验证了文献中锥形喷嘴的质量流量和喷雾动量通量实验数据,数值结果和实验数据吻合较好,并在此基础上对射流破碎的机理进行了分析.为分析喷嘴几何结构对破碎的影响,修改ECN spray D喷嘴的出口直径,得到圆柱形喷嘴,结果发现圆柱形喷嘴的液柱破碎较弱,液核长度较长,因此喷嘴具有一定的锥度可以促进喷嘴出口的射流破碎.     

气液双流程烟气脱硫塔内脱硫效率与传质性能的研究

实验采用电石渣做为脱硫剂,对气液双流程液幕式脱硫塔的脱硫性能以及传质特性进行了相关的实验研究。通过实验测试,提出了烟气流量、浆液循环量、液气比值等主要影响参数对液幕式脱硫塔的脱硫性能的影响。同时本研究提出了一个相关气液双流程脱硫塔的传质模型,其形式如:Sh=16.226Reg0.863Rel-1.64和Sh=27.126Reg-0.77(L/G)-1.64。基于气液传质模型,双流塔内浆液与烟气间复杂的气液传质过程可以通过烟气雷诺数,浆液雷诺数以及液气比描述的经验关系式进行定量计算。这些参数的影响规律为研究液幕式湿法烟气脱硫系统中二氧化硫的反应特性及实际工程的应用提供了重要的指导数据。实验发现,浆液循环量增加时,总的脱硫效率相应会提高,液气比增加时,总的脱硫效率也相应会提高。而烟气流量增加时,相应的脱硫效率却随之降低。通过实验研究发现:当液气比大于20L/m3时,脱硫率可达90%以上;然而pH值对传质的影响作用很小。     

小喷嘴间距撞击流的径向射流速度分布

采用热线风速仪对小喷嘴间距撞击流产生的径向射流的速度分布进行了实验研究.研究结果表明,径向射流在各个r.2D的径向断面上的速度分布具有相似性,呈高斯分布.在撞击面上无因次径向射流速度随着无因次径向距离的增大先增大后减小,而与喷嘴直径(D)、喷嘴间距(L)和出口气速无关.无因次径向速度在达到最大值前,与无因次径向距离成正比,在达到最大值后,无因次径向速度与无因次径向距离的1.33次方成反比.在撞击面上径向射流速度的最大值与出口气速成正比,与无因次喷嘴间距的0.551次方成反比.当L/D1时,无因次最大径向速度的位置随无因次喷嘴间距的增加而增加,当L/D1时,无因次最大径向速度的位置保持不变.     

可压缩气体中的三维黏性液体射流雾化机理

建立了可压缩气体中的三维黏性液体射流雾化数学模型,在射流雾化过程中起控制作用的参数主要有气液速度、气液密度、气液界面表面张力、液体黏性、喷嘴直径及音速.采用线性空间稳定性分析方法详细分析了这些参数在高速射流雾化过程中不稳定性的作用.结果是：增加液体射流速度、气体密度及喷嘴直径;减少液体密度、液体黏性及表面张力,可使射流不稳定性增强.此外,当气流与液体射流反向时增加气体流速也可以使流动不稳定性增强,但当气流与液体射流同向时结果相反.气体可压缩性的增加使流动变得不稳定,但它的影响是很小的.     

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。     

高压水扇形喷嘴结构参数对内部流场影响的数值模拟

利用计算流体软件建立了扇形喷嘴内部流场的三维数学模型,采用标准k-ε湍流模型对其进行了数值模拟,分析了喷嘴主要结构参数对流场速度分布、压力分布和射流速度的影响。结果表明:收缩角对喷嘴内部流场,尤其是射流速度有较大的影响,以13°～15°为最佳;出口长径比对射流流态和射流速度均有一定的影响,宜在2～4之间更有利于喷嘴的射流;V形切槽的夹角对射流出口速度的影响较明显,在15°～30°时有较好的集束性,但射流速度不高,30°～45°有较好的射流速度,45°～60°可获得高的射流速度,但集束性较差。     

半封闭狭窄通道内甲烷/空气预混火焰传播不稳定性实验研究

针对贫油预混预蒸发燃烧室主燃级中横喷液雾现象进行研究,综合考虑RP-3航空煤油横喷液雾的雾化、蒸发和自燃过程构建自燃预测模型,基于CH基团随时间的变化规律对自燃延迟时间进行预测。结合试验测试结果对模型进行校验,并进一步分析温度、压力、流速、射流动量比等变量对自燃延迟时间的影响规律。结果表明：对于直射式喷嘴形成的横喷液雾,其下游的油气分布主要受射流动量比和流动速度的影响,射流动量比决定了液雾的总体油气比,流动速度则主要影响液滴的粒径及其蒸发时间;随着压力、射流动量比及气流速度的增加,自燃延迟时间均会缩短,相比于预混燃料液雾的自燃延迟时间受负温度效应的影响较弱。     

流线形喷嘴时射流泵流场的数值模拟

为分析流线形喷嘴时射流泵的水力特性,采用紊流数值模拟方法,对流线形喷嘴时射流泵流场进行了三维计算。结果表明,随着流量比的增大,工作液流核区衰减得越慢,在喉管入口段工作液提升被吸液的区域有所减小;流量比越大喉管内紊动能最大值出现的位置会靠后且其数值会降低,两股液体混掺作用会变弱;喉管内压力随流量比的增大而逐渐降低且负压区范围有所扩大,最低负压发生在喉管壁处。同一流量比下,流线形喷嘴时射流泵的压力比略微高于圆锥形喷嘴时,但差别很小。流线形喷嘴时射流泵流场的计算成果,可为研究射流泵水力特性提供参考。     

柴油机喷孔内部空化效应的可视化实验研究

柴油机喷孔内空化现象显著影响燃油雾化质量.针对目前广泛应用的VCO型喷嘴,设计大尺度透明喷嘴稳态实验系统,全面研究了无量纲数、雷诺数、喷嘴射流参数和结构参数对喷嘴内空化过程的影响.结果表明,空化数对空化剧烈程度影响显著,雷诺数对空化剧烈程度影响小于空化数;射流参数直接影响流体流动状态,增大入口压力、减小出口压力和针阀升程能使喷孔内的空化现象显著增强;结构参数决定喷孔内流动形式,增大喷孔倾角、直径和长径比,采用入口圆角等措施会抑制空化的产生.     

燃气轮机燃烧室液雾自燃延迟时间预测方法

为减少一体化加力燃烧室内支板火焰稳定器高度与进口试验参数较高所导致的昂贵基础试验成本,采用经试验数据验证的数值计算方法,对不同高度的一体化模型加力燃烧室燃烧性能进行数值模拟,分析模型加力燃烧室高度变化和侧壁边界层效应对一体化加力燃烧室回流区、总压恢复系数以及燃烧效率的影响。在保持空间油雾场分布均匀与阻塞比一致的前提下,简化扇形加力燃烧室模型为矩形加力燃烧室模型,其中模型加力燃烧室高度H分别为200,150和100 mm,总长L=1 480 mm,宽B=125 mm。结果表明：模型加力燃烧室高度的降低对燃烧性能影响较小,其中回流率最大降幅为0.16%,总压恢复系数最大降幅为0.15%,燃烧效率的最大降幅为1.9%;模型加力燃烧室侧壁面边界的引入对燃烧性能影响较小,回流率、总压恢复系数最大降幅均小于1%,燃烧效率的最大降幅仅为0.7%;可以采用单支板火焰稳定装置降低高度的方法简化试验件设计。     

Effects of cavitation in a nozzle on liquid jet atomization

Cavitation in two-dimensional (2D) nozzles and liquid jet in the vicinity of the nozzle exit were visualized using high-speed cameras to investigate the effects of cavitation on liquid jet under various conditions of cavitation and Reynolds numbers σ and Re. Liquid velocity in the nozzle was measured using a laser Doppler velocimetry to examine the effects of cavitation on the flow in the nozzle and liquid jet. As a result, the following conclusions were obtained: (1) cavitation in the nozzles and liquid jet can be classified into the four regimes: (no cavitation, wavy jet), (developing cavitation, wavy jet), (super cavitation, spray) and (hydraulic flip, flipping jet), (2) liquid jet near the nozzle exit depends on cavitation regime, (3) cavitation and liquid jet are not strongly affected by Re but by σ, and (4) strong turbulence induced by the collapse of cavitation clouds near the exit plays an important role in ligament formation.     

加热条件下液体燃料射流不稳定性的试验研究

利用自行设计的由高温高压定容系统、阴影法光学系统、数字高速摄像机和同步控制系统组成的试验系统研究了气体介质温度、气体介质密度、启喷压力和喷孔半径等射流参数对液体射流不稳定性的影响。结果表明，液体射流的温度梯度、气体介质密度、射流速度的增加和喷孔半径的减小都是液体射流破碎的失稳因素，对加热条件下液体射流的破碎有显著的促进作用。试验结果证明了由不稳定性理论所给出的预测结论的正确性，表明液体射流的不稳定性理论是研究加热条件下液体射流破碎机理的有效手段。     

Determination of underexpanded hydrogen jet flame length with a complex nozzle geometry

With the growing number of hydrogen-powered cars and hydrogen filling stations, it is essential to have accurate and reliable engineering models for this infrastructure. The length of a hydrogen jet flame resulting from a high pressure release will have an impact on its consequences. This work examined the effect that nozzle geometry has on hydrogen jet flame length. The geometry was modified by varying the diameter of the spouting nozzle downstream from the choked nozzle upstream. These experimental results were compared with an existing model for estimating jet flame length. Sensors upstream from the complex nozzle geometry measured the temperature, mass flow rate, and pressure for the released hydrogen. A high-speed camera recorded the hydrogen jet flame at a stable pressure and mass flow. Flame lengths were determined with an image processing tool used to analyze the high-speed video for each experiment. By analyzing the dataset with the image processing tool, the jet flame length distribution, minimum and maximum jet flame length, and the jet flame length standard deviation could be computed. Results showed that the nozzle geometry can increase the jet flame length by 62% compared to a single nozzle configuration with equal mass flow rate. With the upstream nozzle as input, the smallest average relative deviation from previously published models was 13%. The discharge coefficients for different nozzles were calculated and presented.