矩形高速流场的材料去除特性

为了提高射流抛光的加工效率,设计了一种矩形喷嘴结构,基于并行去除方式来提高工件的去除效率。根据流体力学基本理论,分析了矩形喷嘴冲击射流流场的结构特性,并对其流场分布进行了定量计算。基于射流去除理论,建立了矩形喷嘴的材料去除理论模型,并对去除量分布进行了计算与比较。详细分析了矩形喷嘴结构参数与去除量之间的关系,在此基础上对矩形喷嘴进行了优化,结果表明,矩形喷嘴长宽比控制在10左右能够得到很好的去除效果。     

旋转射流冷却数值模拟研究

使用 ANSYS FLUENT 软件和 RNG k-ε 湍流模型分别研究了十字形、内十字形和花形结构的螺旋喷 嘴内部流动特性和耦合面换热特性。模拟结果研究表明,螺旋角 θ 越小喷嘴出口速度越高,喷出的水流更集中, 水流运动轨迹越清晰且规律越明显。同一工况下,θ=30°的花形喷嘴的换热效率和换热均匀性均优于其余两种喷嘴的值;耦合面努塞尔数 Nu 最大值会随着雷诺数 Re 不断增加而逐渐远离射流中心处(r/d_j=0,d_j 为喷嘴当量直径); 随着靶距 H 逐渐增大,Nu 逐渐减小,旋流效果逐渐减弱。当 H=2d_j、4d_j 时,Nu 最大值位于 r/d_j=1 处;当 H=6d_j 时,Nu 最大值位于射流中心处。     

展向喷嘴湍流横向射流大涡模拟及其统计分析

采用大涡模拟方法数值模拟了展向椭圆喷嘴的湍流横向射流,对其大尺度结构的时空演化和湍流脉动速度场的时间序列分析、频谱分析、PDF分析以及时、空截面上的统计平均特性进行分析.结果表明,在射流出口附近的下游核心区中速度脉动剧烈,显现出明显的湍流特征.除了三维涡环脱落、扭曲、变形、摆动所对应频率之外,还存在很宽的湍流基频,它与在喷嘴出口附近产生的三维涡环的时空演化过程密切相关.由于展向椭圆喷嘴的湍流横向射流中的三维涡环快速脱落和强相互作用导致射流尾迹中的强湍流脉动,展向椭圆喷嘴湍流横向射流的PDF空间演化特征结构复杂.在射流核心区的湍流偏应力变化平缓,其统计平均值分布接近左右对称.展向椭圆喷嘴的湍流横向射流脉动速度场具有极为复杂的统计行为,与流向椭圆喷嘴相比具有更好的掺混能力.     

不定原点喷嘴射流中流体物理的实验研究

为了能够更好地了解不定源喷嘴（indeterminate origin nozzle）射流中的物理过程，本文应用平面激光诱导荧光技术对一个大尺度的水射流进行了实验研究。流场显示的实验结果表明不定源喷嘴在射流的剪切层引入了蘑菇形反向旋转的涡对。这些涡的矢量方向与射流方向相同或相反，被称为流向涡（streamwise vortex）。由于射流中存在开尔文一亥姆霍兹不稳定，每当一个横向涡（spanwisevortex，即涡的矢量方向与射流方向垂直）从喷嘴脱流时会产生瞬时的低压，该瞬时低压促使向内发展的流向涡对在喷嘴的凹槽处生成。这些涡对在向下游流动的过程中会重组并在喷嘴的尖峰面生成向外发展的涡对。这些流向涡极大地影响了射流的发展。流向涡与横向涡的相互作用促使射流更早地发展成为湍流。由于流向涡同时也在射流中引入了径向的剪切流动，因此导致了更多的湍流生成从而增强了射流与周围流体的混合。     

喷嘴结构对液氧煤油火箭发动机高频燃烧不稳定性的影响

为了筛选高压补燃循环液氧煤油火箭发动机的喷嘴,在喷注单元低压高频燃烧不稳定性模拟实验系统上开展实验,研究了喷嘴结构对燃烧稳定性边界的影响。实验使用气态空气与氧气的混合物作为氧化剂,加热的煤油蒸汽作为燃料;喷嘴为全尺寸气液同轴直流离心式喷嘴,模拟燃烧室与真实燃烧室的固有声学频率相等。根据测量模拟燃烧室内的脉动压力区分大幅振荡、小幅振荡和稳定工作。研究结果表明,喷嘴长度、缩进室长度和入口节流嘴直径对高频燃烧不稳定性裕量有很大影响,并存在相对最佳值。     

子孔径拼接技术应用的研究

大口径光学元件的检测开拓了子孔径拼接应用的新领域。采用小口径干涉仪对大口径被测元件不同区域进行波前检测,然后恢复计算出被测波前。使用光学设计软件ZEMAX对子孔径检测拼接技术进行了模拟,模拟结果表明：波前检测相对误差小于4.3λ‰,实现了对大口径光学元件面形的高精度检测,避免了相同口径检测干涉仪的使用,降低了检测成本及难度。     

石灰浆液喷嘴雾化特性

石灰浆液雾化喷嘴是烟气喷雾干燥净化系统的关键设备.利用Win212-2型激光粒度分析仪,对外混及内-外混相结合双流体石灰浆液喷嘴的雾化特性进行了试验研究,分析了气液质量比、石灰浆液浓度等参数对雾化粒径分布和雾化角的影响规律.结果表明,气液质量比增大,浆液液滴平均直径减小,但当气液比增大到一定值后,粒径变化趋于平缓;浆液浓度增加,液滴平均直径增加;气液质量比增加,雾化角减小.     

新型三组元喷嘴雾化特性研究

设计了新型三组元喷嘴,由两级离心内喷嘴和内混式外喷嘴装配为同轴式结构,通过燃料在内混腔里形成的两相流对液氧进行雾化。试验结果表明,上排孔进氧的双组元工况雾化质量高;三组元工况时存在两种雾化机理,并有较高雾化质量。     

半干法烟气脱硫喷嘴的雾化特性研究

利用FAM型衍射式激光测粒仪，对双流体石灰浆液雾化喷嘴的雾化特性进行了试验研究，得到了预测雾滴平均粒径的经验公式，分析了气耗率、石灰浆液浓度等参数对雾化粒径分布和雾化角的影响规律。结果表明，气液质量比增大，浆液液滴平均直径(SMD)减小；浆液浓度增加，液滴平均直径增加。气液质量比在0.05～0.3的范围内可获得良好的雾化效果，雾化粒径一般在20 μm～100 μm。喷嘴的雾化角较小，一般在20°～25°之间。气液质量比增加，雾化角减小；而石灰浆浓度对雾化角影响较小。     

气枪喷嘴高速射流的除水效率研究

为揭示喷嘴除水的机理并进而对气枪喷嘴进行改进和优化设计,本文提出了利用图像分析处理对小尺度气枪喷嘴高速冲击乘风破浪的除水效率的研究方法。该方法将有效除水面积作为衡量喷嘴除水效率的标准,从面实现了对喷嘴整体除水效率的定量测量,并利用该方法对影响气枪喷嘴除水效率的各种因素（一次侧压力,喷嘴到平板的距离和射流攻角）进行了研究,并将实验结果与用热线风速仪及总压探头测量的结果进行了比较,得到冲击射流在平板水平速度分量是蚊蝇 嘴除尘除水效率的决定性因素等结论。