基于喷嘴喉部参数计算的喷射器理论模型修正

考虑喷嘴渐扩段工质流动损失,对以喷嘴喉部参数为中间计算步骤的缩放型喷嘴喷射器理论模型进行修正,采用公开发表文献上的实验数据对修正模型进行了验证,分析了工况条件和工质种类对渐扩段等熵效率的影响。结果显示,修正模型计算的喷射器引射率更接近文献实验数据,工质为R141b、R245fa、R134a时,最小误差分别为0.37%、-0.71%、-1.49%;修正模型渐扩段等熵效率同时受工况条件和工质性质的影响,工质为R141b时,渐扩段等熵效率的取值随工作流体温度增加而增大,随引射流体温度的增加而减小;工质为湿工质时,喷嘴渐扩段等熵效率应取较小值。     

陶瓷水煤浆喷嘴的热冲击特性及有限元分析

采用热压烧结工艺制备出口无锥度(直口)和出口带锥度(锥口)2种Al2O3/TiC陶瓷水煤浆喷嘴,在工业锅炉上研究其热冲击行为,采用扫描电子显微镜分析喷嘴磨损表面形貌和微观组织结构,利用有限元法分析喷嘴的温度场和热应力.结果表明:陶瓷水煤浆喷嘴的出口结构对其热冲击行为影响很大,锥口喷嘴因所受热辐射面积小于直口喷嘴,内部的温度梯度和热应力较低,表现出较好的抗热冲击性能;Al2O3/TiC陶瓷喷嘴的温度梯度和热应力由入口到出口逐渐增大,出口部位的较高温度梯度和热应力是导致其磨损失效的主要原因;Al2O3/TiC陶瓷喷嘴的磨损形式表现为脆性断裂、研磨损伤、热裂纹和热崩等特征,其中热裂纹和热崩为主要磨损形式.     

小口径高精度折射式光学系统装调公差的分析与控制

采用小口径高精度折射式光学系统的对地观测遥感器对成像质量要求严格,随之对装调公差要求苛刻。传统装调公差分配完全以光学设计给定公差为标准,在实际装调过程中与精度和周期的需求产生矛盾。提出将光学设计和装调实践相结合,用全过程仿真计算进行成像质量预估,对公差进行再分配,并利用光学系统各分离误差相互间的补偿,实时调整公差。然后举例说明在某小口径高精度折射式光学系统装调过程中对公差的具体分析,并详细阐述了针对公差的再分配和补偿方法,实现对偏心误差的控制精度为2,对镜间距的控制精度为1 m。镜头装调完成后成像性能良好,证明公差分配及控制方法的改进使装调效率显著提高。     

拉瓦尔喷嘴的气流线质量及密度分析

喷气负载是高功率Z箍缩的主要负载之一。应用一维等熵压缩气体动力学,分析了“强光一号”加速器拉瓦尔喷嘴的基本物理过程,获得了拉瓦尔喷嘴出口处气流的马赫数,Ma=4.6,并对其进行了修正,修正值为3.5。利用由雪耙模型导出的Z箍缩聚爆时间表达式,并结合“强光一号”Z箍缩实验结果,修正了由一维等熵气体动力学得到的喷嘴气流线质量表达式。最后根据已知气流的线质量40 μg/cm ,利用B-T模型初步估算了喷嘴的气流密度分布。估算结果为:在轴向2.5~40 mm,径向0~15 mm的区域内,气体分子密度基本在1016～1017/cm3,且在轴向2 cm内基本形成空心的气体壳层结构。     

引射器内超临界CO2两相流动的数值模拟

对引射器内超临界CO_2两相流动进行了数值模拟研究。与已有实验数据对比验证了所建CFD模型的准确性,然后分析了引射器内速度、压力、体积分数的分布规律及主喷嘴扩散角对引射器性能的影响。结果表明:主流体从主喷嘴进入后压力降低,速度迅速增加,主喷嘴出口处速度达到最大值约为168 m/s,流体相变的起点在喉口附近;在混合室内两种流体混合,压力和速度先呈现出阶跃变化,而后趋于平稳,最后在扩散室内流体速度减小,压力增加;主喷嘴的最佳扩散角为6°左右,引射系数最高可达0.83。     

喷嘴喉部直径对CO2引射制冷系统性能的影响

为探索两级汽液分离CO2引射制冷系统中喷嘴第一喉部直径对其性能的影响,实验测量了使用不同喷嘴第一喉部直径的两级汽液分离CO2引射制冷系统的性能,并与传统CO2两级节流引射制冷系统进行了比较.实验结果表明,随着第一喉部直径的增大,引射比和系统COP均逐渐增大,引射比在第一喉部当量直径为2.0 mm时达到最大值,而系统CO...     

低温微量超声雾化声学系统

针对低温微量超声雾化声学系统中的关键部件单波长超声雾化喷嘴进行研究。首先基于等效电路原理和传输矩阵法分别建立了带中心孔换能器和带中心孔复合变幅杆的频率方程,并应用数学分析软件获得了准确的数值解,实现了超声雾化喷嘴的全谐振。然后,对其进行有限元动力学分析和振动特性测试,结果表明二者相对于设计频率25 kHz的偏差率在0.6%以内,且空载超声振幅达13.5μm。之后,应用流体仿真分析软件对砂轮-工件磨削区进行流场特性分析,结果表明低温微量超声雾化声学系统可以解决磨削区涡流现象的产生。最后,通过对该系统使用前后两种润滑方式的磨削结果进行测试发现：低温微量超声雾化润滑不仅切削液使用量少,而且可以避免工件表面出现烧伤和硬度降低。     

图像处理在双波长激光诱导熔石英损伤增长中的应用

利用图像处理方法对比研究了单波长辐照和双波长激光同时辐照下熔石英光学元件的损伤增长阈值。通过实时采集损伤图像和靶面光斑能量空间分布,获取损伤增长发生位置对应的能量密度。针对3ω单独辐照、3ω和1ω同时辐照下熔石英元件损伤增长的实验数据,比较分析了基于图像处理方法和传统损伤增长阈值R-on-1测量方法(国标)所得结果的差异。结果表明:本文采用的图像处理方法在研究小口径非均匀光斑辐照下的熔石英光学元件损伤增长阈值时,能解决传统损伤阈值测试中将能量密度分布非均匀光斑等效为均匀分布的平顶光斑带来的计算误差问题,有助于降低损伤(增长)阈值测量中的光斑口径效应。     

小口径R-C相机视轴指向高精度标定方法

为实现小口径RC系统相机视轴指向高精度标定,论述了标定过程坐标系建立及转换方法,提供了一种新的标定方法。利用经纬仪进行光束准直,将十字丝成像于待测探测器像面;运用最大类间方差法实现像与背景分离,选用Harris角点检测算法提取十字像质心,实现了小口径RC系统相机视轴指向高精度标定。结果表明,标定精度达到1.7″,较之前传统经纬仪法标定精度20.9″,提高了12倍。为相机视轴标定提供了一种新的精度可行的途径,并可应用于其他相机视轴标定。