几何参数对喷射器性能的影响分析

运用计算流体动力学软件Fluent对喷射器进行数值模拟,研究了工作喷嘴喉部直径、等截面混合室直径和长度等几何参数对喷射器性能的影响,并对数值模拟结果进行了分析。研究表明:在一定的工况下,工作喷嘴及等截面混合室对喷射器性能有极大的影响,存在最佳的喉部和混合室直径使得喷射系数最大;随着混合室长度的增加,喷射器的喷射系数将逐渐降低。     

冷凝温度对喷射器性能的影响研究

利用二维轴对称,真实气体模型对喷射式制冷空调系统的喷射器进行CFD计算.利用CFD模型进行计算,得到了喷射器在不同冷凝条件下性能变化及其系统的COP变化.在喷射器结构确定,凝温度要在一定范围:20℃≤tc≤40℃,喷射器正常工作.当冷凝压力低于临界压力时,喷射器的性能表现出恒能力特性.利用CFD技术研究得到冷凝温度的变...     

蒸发条件对喷射器性能的影响研究

利用真实气体模型对喷射式制冷空调系统的喷射器进行CFD计算.利用CFD模型进行计算,得到了喷射器在不同蒸发条件下的喷射系数及系统的机械COP.在喷射器结构确定时,在计算的范围:6°C≤te≤20°C,蒸发温度越高,喷射器的性能越好.喷射器结构确定时,蒸发压力只要小于拉伐尔喷嘴的临界压力,工作蒸汽的流最就不会受蒸发压力变...     

蒸汽喷射制冷系统用单双级喷射器性能分析

对制冷量为10kW,发生温度90℃,冷凝温度35℃,蒸发温度9℃的喷射制冷系统用单、双级喷射器进行设计及性能分析。双级喷射器的喷射系数在较低蒸发温度时比单级喷射器低约20%,在较高蒸发温度时性能接近甚至超过单级喷射器。发生温度和冷凝温度发生改变时,单级喷射器喷射系数的变化较双级喷射器更急剧,双级喷射器可接受的工况范围更大,除离设计工况点较近情况,双级喷射器在大部分区域里喷射系数较单级喷射器高。考虑到制冷系统中蒸发温度的可控制性及发生温度、冷凝温度的不稳定性,压缩比值较大的蒸汽喷射制冷系统中,宜采用双级喷射器。     

工作喷嘴带直管段的新型喷射器性能数值模拟研究

针对喷射器效率偏低的问题,基于引射喷管工作原理,提出了工作喷嘴末端加入直管段的新型喷射器,采用计算流体动力学(CFD)技术,探究了新型喷射器的流场演化规律和性能,研究了结构参数对喷射器性能的影响。结果表明,在相同工作参数下,直管段的设计可以有效提高喷射器引射率,增大喷射器卷吸引射流体的能力。当直管段长度为10 mm时,引射率为0.593,提升率为17.43%,改变混合室尺寸可以使得喷射器性能最优时的引射流体流量增大17.5%～30.2%;新型喷射器性能较传统喷射器更稳定,且效率更高、高效工作范围更大。     

跨临界CO2旋流喷射器的数值模拟研究

本文利用ANSYS CFD软件根据已有的热泵试验台建立了无旋喷射器的数值模型,在相同工况下的模拟数值与试验台数据的最大误差为5.61%。用Spaceclaim建模软件将无旋喷射器改造成旋流喷射器,并在旋流喷射器主动喷口外侧切槽来强化旋流。模拟结果表明,相较于无旋喷射器,加入旋流后喷射器进出口的质量流量Q_m、喷射系数μ、二次流入口压力P₂和混合流体出口P_o等均有明显的提升,旋流还可以改善喷射器内部流场,使喷射器内部湍流分布更为均匀,有助于两相流体之间的动量交换和互相掺混。     

喷射式空调系统的实验与数值模拟研究

利用二维轴对称,真实气体模型对喷射式制冷空调系统的喷射器进行CFD计算。搭建喷射式空调实验系统,进行喷射式空调实验,验证CFD模型的可行性。利用验证的CFD模型,进行实验工况以外的数值计算,得到了喷射器在不同发生条件、蒸发条件和冷凝条件下的性能变化。在喷射器结构确定,其它条件不变时,发生温度tg必须要在一定范围内,71℃≤tg≤95℃,喷射器才能正常运行。在计算条件下,蒸发温度te越高,喷射器的性能越好。冷凝温度tc要在一定范围内:20℃≤tc≤40℃,喷射器才能正常工作。当冷凝压力低于临界压力时,喷射器的性能表现出恒能力特性。     

R141b喷射式制冷系统的喷射器热力学模型设计

本文采用传统的热力学模型,理论设计了对制冷剂R141b适用的喷射器,通过计算机程序及优化设计理论设计出该喷射器.同时,背压是整个循环中的重要参数,过高的背压会影响喷射器的性能,本文还给出喷射器的最大背压计算方法,以此来设计出最适合整个工况运行的冷凝器,从而完成整个循环的设计.     

蒸汽喷射制冷系统中喷射器内特殊流动现象的研究

本文通过求解二维N-S方程来模拟蒸汽喷射器内复杂的流动混合过程,模拟时使用了蒸汽的真实物性公式。与理想气体假设不同,真实物性的带入,真实地反映了蒸汽经缩放喷嘴时,温度递减,喷嘴出口后温度场波动变化的特征．模拟时,通过对节点焓值的计算,得出了喷射器内发生相变的蒸汽的百分含量,实现了相变现象的定量分析。在激波捕捉方面,验证了喷射器内喷嘴出口后,膨胀波(压缩波)经混合层反复折射、转化、衰减的过程,以及在扩压室入口会产生斜激波的理论预测。     

喷射器临界背压对喷射制冷系统性能的影响

为了确保喷射器在良好的工况条件下运行,文中针对太阳能喷射制冷系统的工况范围,以R134 a为工质建立了喷射器运行特性计算模型,计算分析了临界背压随喷射器运行工况的变化关系,以及对制冷系统性能的影响。结果表明:喷射器的临界背压随发生温度和蒸发温度的增大而增大,极限喷射系数随发生温度的升高而降低,随蒸发温度的升高而升高;喷射制冷系统COP随喷射器背压(冷凝压力)的升高先保持不变后减小,当Tg=353K,Te=281K和Te=283K时,喷射器分别在Tc=307K左右和Tc=308K左右时,达到临界状态,临界背压分别为0.85MPa、0.88MPa,COP分别为0.2和0.227。     

含水天然气喷射装置性能的数值模拟

本文针对天然气喷射装置在低压气带水情况下的运行特性进行了数值模拟,获得了超声速喷射装置在气液两相运行时装置的性能变化规律。计算结果表明:低压气流量随着水滴质量流量的增加而减小,引射比随着水滴质量流量的增大而减小;低压气流量随着水滴直径的增加而逐渐减小,但当水滴直径大于20μm时,低压气流量基本保持不变,引射比变化规律与低压气流量的变化规律基本一致。本文工作对天然气引射装置的设计和实际运行具有重要指导意义。     

柔性管内油水环状流流动结构数值模拟

海洋中柔性管道受到外界猛烈撞击,撞击物的不同会导致管道内流道结构发生不同的改变.为探寻流道结构变化对环状流动结构的影响规律,采用N-S方程和湍流模型描述流体运动,用VoF模型与CSF模型追踪油水界面,建立数值方程与分析模型,分析流道不同形式的结构变形、不同程度变形和不同流速下油水环状流在管内的湍动能和漩涡结构演变,及环状流流型的演变和压力场的演变.分析结果表明:凹陷变形程度越大,漩涡的强度及面积越大,V形变形影响远大于○形变形影响,环状流的流型发生改变时仍然保持着水相包裹油相的稳定状态,最大压缩区域的油水界面压强也随之增大,且增速变大.所得结论对研究油水环状流在柔性管道运输中的稳定性具有一定指导意义.      

Optimization on Secondary Flow and Auxiliary Entrainment Inlets of an Ejector by Using Three-Dimensional Numerical Study

In this paper, by using three-dimensional numerical simulations, the optimization of the cross-sectional area and angle of the secondary flow inlet is first conducted. Then, to further improve the ejector performance, an auxiliary entrainment is proposed and the optimization of the relative position, cross-sectional area and angle of the auxiliary entrainment inlet is accordingly performed by using three-dimensional methods. The results show that: (1) the performance of the ejector with the secondary flow in a vertical direction to the primary flow is slightly better than that in a parallel direction to the primary flow; (2) the effect of the cross-sectional area of the secondary flow has a relatively evident influence on ER, but its effect becomes ignored when the inlet area increases to a certain value; (3) the relative position and axial width of the auxiliary entrainment inlet are important factors influencing ejector performance, and after the optimization of these two geometries, the ejector ER can be increased by 97.7%; and (4) the optimization of the auxiliary entrainment inlet has a substantial effect on the ejector performance as compared to that of the secondary flow inlet. The novelty of this study is that the effect of an auxiliary entrainment on the ejector’s performance is identified by using a three-dimensional numerical simulation for the first time.     

方腔驱动流的数值模拟研究

利用CFD软件对方腔的温度场和速度场进行了数值模拟计算。采用有限元法对模型的连续性方程、动量方程和能量方程进行离散。对方腔内的流体受迫对流换热进行数值模拟,主要分析了方腔顶部流体在不同速度的情况下,对方腔内部流体的温度场和速度场以及对流换热量的影响,结果表明随着方腔顶部流速的增大方腔底部的温度场和换热量也增大。     

低温气液两相流数值计算

低温工质两相流动在很多场合都存在,研究深冷剂在两相流动时参数的分布有着很重要的作用.文中采用一维均相流模型对液氮循环流动过程进行稳态数值模拟,得到了循环流动过程中液氮含汽率、压力和温度沿管程方向的分布情况,并对由于不同回路条件引起的不同结果进行了分析.     

切向管结构对涡流二极管性能影响的数值模拟

为研究涡流二极管切向管结构对其性能及内部流场的影响,本文采用SIMPLE算法、κ-ε模型对锥角为0.(直筒型),3°、5°、7°和10°的五种切向管结构模型进行了数值模拟.结果表明:随着切向管锥角的增大,由于强制涡速度的提高,反向阻力系数随之增大,同时由于切向管中涡量的增大,正向阻力系数也随之增大.直筒型切向管结构ε值...     

带通道插件管道流磁流体动力学效应的数值模拟

采用二维完全发展流模型对聚变反应堆包层带通道插件和压力平衡槽隙的矩形磁流体管流的MHD效应进行数值模拟,分析速度分布,MHD压降随哈德曼数以及通道插件的电导率的变化规律.与无插件磁流体管流相比,带绝缘通道插件管流MHD压降显著降低,MHD压降随哈德曼数的增加而减小,通道插件材料的电导率增加MHD压降系数减小.压力平衡槽隙处的回流与通道插件的电导率有关.在宏观上计算结果与实验结果和简化理论结果一致.     

两同心旋转球间流动的数值模拟

利用Legendre和伴随Legendre函数来数值模拟定常和不定常的轴对称的同心旋转球间的不可压缩流体的流动.     

压气机悬臂静叶流场非定常数值模拟

以现代高压压气机一排悬臂静叶与一排转叶组成的典型级为研究对象,采用非定常数值模拟方法,分析了非定常与定常数值模拟计算得出的级特性线以及峰值效率点气动参数在展向分布的差异,并对悬臂静叶内部流场结构进行了详细分析,结果表明:当悬臂静叶的轮毂设计间隙为2.5%叶高时,非定常计算的综合喘振裕度比定常大5.85%;在峰值效率点工况下,悬臂静叶总压损失和转子效率的非定常影响范围在10%以内,转叶进口相对气流角沿展向分布的影响在0.5°以内。悬臂静叶根部10%叶高以下区域出现了明显的泄漏流动,3.4%叶高压力系数变化最大,轮毂泄漏流起始于20%弦长附近,发展到70%弦长位置时泄漏损失最大,随后逐渐减弱.     

含运动变形物体流场的数值模拟

基于含拓扑结构改变、可变形运动网格生成技术及动边界条件下的数值处理方法,对爆炸波通过有限入口进入建筑物内部的透射(infiltration)现象进行直接模拟.系统研究入口处门板不同运动、变形、脱落方式下,爆炸波在建筑物内部的传播过程和内壁面上的爆炸载荷,直接模拟门与挡板的碰撞、门的断裂及破片的抛洒过程.结果表明,所发展的用于含拓扑结构改变的运动可变形物体流场计算方法对该类问题的直接模拟行之有效.