液体密封端面倾斜椭圆孔上游泵送特性

气液异相介质隔离密封的实现有赖于密封端面几何型槽的上游泵送特性,为探索多孔端面实现液封气密封的设计途径,对液体密封端面倾斜椭圆孔上游泵送特性开展研究. 考虑空化效应,采用有限差分方法对转速、密封间隙、密封压力等操作参数和孔深、倾斜角、方向因子、孔数等结构参数对开启力和泄漏率的影响规律进行了数值分析. 结果显示:液体润滑条件下端面倾斜椭圆孔可产生明显的上游泵送效应,增加周向孔数和方向因子可实现被密封介质的完全零泄漏,同时可产生明显的流体动压效应使端面开启力提高50%以上. 文中密封压力条件下,孔深取5~10 μm,倾斜角取45°,周向孔数大于80,方向因子大于3时,密封可实现完全反向泵送,反向泄漏率的增加与随着孔数、方向因子和孔深的增加而增加.      

含双侧分支受限空间油气爆炸火焰行为与超压特性大涡模拟

为研究含分支结构狭长受限空间油气爆炸特性规律,基于大涡模拟WALE模型和Zimont预混火焰模型,对横截面为100 mm×100 mm的含双侧分支管道受限空间油气泄压爆炸特性进行了数值模拟。通过对火焰形态、火焰传播速度和动态超压3个物理量的对比,验证了所建立模型对于含分支结构受限空间油气爆炸计算的适用性。基于数值模拟结果,对爆炸过程中的流场结构、火焰形态和超压变化规律进行了分析,指出了“浪花状”火焰的形成原因。结果表明:（1）火焰传播进入分支管道前,在主管道和分支管道交界处会产生旋转方向相反的对称涡旋结构,并随着火焰传播不断向分支管道内部发展;（2）当火焰传播进入分支管道后,分支管道内部前期已建立流场决定了火焰的形态,火焰锋面在涡旋结构作用下呈“浪花状”,此后火焰和流场相互影响,流场向湍流转捩,火焰锋面褶皱变形;（3）爆炸超压升压过程可划分为4个阶段,受到火焰锋面面积和分支管道泄压共同作用,表明爆炸流场、火焰行为和动态超压呈现出显著耦合性。     

表面活性剂浓度对球形气泡界面和尾流的影响

发展了一种研究气泡界面污染程度的数值模型,并用其对流场中不同表面活性剂浓度下、上浮气泡的界面参量和周围流场进行了模拟研究。该模型假设吸附于气泡界面的表面活性剂分布在毗邻气液界面的薄吸附层中,且气泡界面上表面活性剂的吸附与解吸过程也发生于此;界面切应力为界面浓度的函数。研究发现:气泡界面的流动性会因表面活性剂的吸附而降低,该现象会增大气泡周围流域中切向速度在界面法向上的变化量,从而对界面性质和周围流场产生影响;由于对流的作用和吸附-解吸动态平衡的存在,气泡前部界面不完全干净,且受污染界面的流动性也不完全为零。     

柴油机喷嘴入口圆角对线空化影响的试验研究

柴油机喷嘴内的线空化是一种呈现线状形态的特殊空化现象,具有高瞬态性。本文利用自搭建的稳态试验台,设计了双孔min-SAC比例放大喷嘴。并在稳定喷射压力和固定针阀升程条件下开展了试验研究。研究表明,随着喷射压差的升高,喷嘴内部线空化程度随之增加;喷孔入口圆角会影响喷嘴内部涡旋运动,进而影响线空化的分布特征;在高针阀升程下,几何诱导空化对线空化有促进作用;当喷孔入口存在倒圆角时,喷嘴内几何诱导空化被明显抑制,线空化分布特征明显不同。     

非水液体中由修正的刹管法所产生的瞬态单一空化气泡的发光研究

在除水之外的7种非水液体和甘油的水溶液中，用修正的刹管法产生了有效直径达厘米量级的较大的瞬态单一空化气泡，这些气泡在崩溃时几乎都产生不同强度的光辐射。在其中的6种液体中，其光辐射强度与该液体的饱和蒸汽压和粘度是相关的。但在乙二醇和丙二醇中的气泡发光并不遵循这个规律，两者中的气泡发光都很强，但乙二醇中的发光强度的变化显示出某种非通常的规律性。本文还对瞬态单一气泡与通常的稳态单一气泡的发光特性进行了比较。     

基于扩散速度方法粘性流场的离散涡数值模拟

基于扩散速度方法粘性流场的离散涡数值模拟吴文权，李春，卜千里（上海机械学院上海２０００９３）关键词：扩散速度模型，粘性流场，离散涡方法。ＮＵＭＥＲＩＣＡＬＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＯＦＶＩＳＣＯＵＳＦＬＯＷＦＩＥＬＤＳＵＳＩＮＧＤＩＦＦＵＳＩＯＮＶＥＬＯＣ...     

空化诱发的轴流泵振动特性实验研究

运用LMS多通道振动噪声测试与动力学分析系统,对轴流模型泵最优工况流量下不同空化程度时的振动加速度进行了动态多点测量和分析,获得了振动加速度的特征频率以及低频、高频振动水平随汽蚀余量的变化规律。实验结果表明:轴频、叶频以及其高次谐波是泵振动的主要激励频率;空化诱发的振动主要为高频振动;随汽蚀余量的降低,低频振动和高频振动均呈现先上升后下降的趋势;高频振动比低频振动更易被阻尼力削弱,高频振动水平上升的拐点和空化引起泵能量性能下降的临界点相一致。     

钝体驻定燃烧器冷态和燃烧场的LES研究

本文采用LES结合FPV湍流燃烧模型数值模拟了钝体驻定火焰的冷态场和燃烧场,与实验数据进行比较,研究了火焰结构和流场特性,并分析了燃烧对流场的影响。结果表明,速度、温度和主要组分浓度的一阶和二阶统计值,均与实验值符合得较好。燃烧发生在当量混合物分数等值线处,先是沿回流区外边缘分布,然后逐渐向中心靠拢,最后在下游处类似于射流火焰。回流区前部当量混合面处的低标量耗散率和高温分布在钝体驻定火焰中起到了关键的作用。燃烧使气体发生膨胀,回流区变长,轴向平均速度和湍动能沿流向衰减速度降低,湍动能在内剪切层处的峰值降低。     

直流电对金属液电磁净化的影响

推导了矩形管通电金属液的感应磁场,基于磁流体力学方程组,数值计算了二维金属液诱生流场,并追踪了夹杂物颗粒在流场中的运动轨迹.结果表明,金属液的感应磁场不可忽视,其诱生流场干扰了外加磁场下夹杂物的正常迁移,电磁净化宜采用扁管和圆管;同时,利用感应磁场的自约束性,单电流可实现金属液的电磁净化.     

涡流二极管空化流动的数值计算

为了研究涡流二极管内空化现象的机理特性及对其性能的影响,我们假设流体为气液混相均质,并考虑不可凝结气相,采用基于组分输运方程,求解了涡流二极管全流道内气液混相均质流的雷诺平均N-S方程以及气相组分输运方程。数值计算结果显示了空化形成时涡流二极管入口、出口及旋流腔内的流场形态,研究表明:涡流二极管空化现象主要发生在流体切向进入时旋流腔和中心管的中心部位;空化流是由于液体在中心旋流场低压条件下汽化,同时不可凝结气体由于亨利定律在旋转流场形成的压力梯度下而发生的输运效应综合形成的;空化流由于强旋涡的原因对涡流二极管的性能产生明显的影响。上述结论对涡流二极管的设计及其指导工程应用具有重要的价值。