旋流喷嘴射流宏观及微观特性实验研究

对旋流喷嘴射流的宏观和微观特性 ,如表面波的发展、射流破碎过程、喷雾锥角、破碎长度等进行了实验研究 ,考察了喷嘴结构、喷射条件、射流介质的物性等对空心旋转液体射流特性的影响 .揭示了旋流喷嘴的射流特性 ,有助于旋流喷嘴的设计、应用及改进     

水射流辅助沉桩教学模型实验装置及应用

针对水射流辅助沉桩的技术设想,设计教学模型实验装置,开展射流辅助沉桩的可行性研究。该实验装置主要由试验箱、导向架、模拟桩、桩头保护器、重锤等零部件组成,可以模拟不同地质条件下射流辅助沉桩。基于该教学模型实验装置进行不同射流压力及流量下沉桩效率测试和无射流辅助条件沉桩效率测试。结果表明:沉桩60 cm(从35~95 cm),当射流压力为0.57 MPa时,约113次锤击即可完成;当流量为30 L/min时,需要锤击数约为113次;而无射流沉桩时,需要锤击数为263次。表明水射流技术可用于辅助沉桩,且增大射流压力和流量,可显著提高沉桩效率。     

高分子添加剂对射流切割性能影响的试验研究

为探讨在清水射流中添加高分子添加剂后对射流切割性能的影响,通过对现有射流切割实验平台的改装,进行清水射流中添加高分子添加剂后的射流切割试验。结果表明:在相同泵压下高分子添加剂射流可以提高工件的切割深度,减小工件的切割宽度;并随着泵压升高,切割效果更为明显。     

射流泵式喷雾混药装置基本性能方程的确定

射流泵式喷雾混药装置能有效地进行药水的在线混合,达到药水分离的效果。本文对射流泵式喷雾混药装置进行了理论研究,提出了适用于背负式喷雾机的在线混合的混合机理,建立了射流泵式混药装置的基本性能方程,为设计、制造和改进射流泵式混药装置建立了理论依据和技术准备。     

有限空间内圆形射流时均流速特性研究（英文）

目的:圆形射流在实际工程中有着重要应用。本文旨在探讨弗劳德数(Fr)、跌坎高度和淹没度的变化对有界圆形射流时均流速在主流方向、横向和垂向上的衰减扩散规律的影响,对圆形射流的现有研究成果作进一步的补充。创新点:1.推导出圆形跌坎射流主流方向上流速与射流距离之间的关系;2.综合考虑了不同Fr、跌坎高度和淹没度对有限空间内的圆形射流流速分布的影响。方法:1.通过理论推导,验证流速测量方法的可行性和合理性;2.通过试验的方法,分析Fr、跌坎高度和淹没度的变化对圆形射流时均流速衰减和扩散的影响规律。结论:1.得出圆形射流主流方向流速衰减的公式;圆形射流的横向流速分布与高斯、柯西-洛伦兹分布吻合较好。2.当Re1×104时,Fr变化对流速衰减影响较小。3.当X/d10时,横向和垂向流速扩散与主流方向的距离呈二次方关系。4.时均流速最大值的位置与Fr和S/d无关。     

聚能射流数值模拟中的几项关键技术

聚能射流形成的数值模拟,涉及到大变形、高应变率以及材料的破坏,传统的拉格朗日或欧拉方法在解决该问题均有很大的局限性,先后发展了网格重分、ALE、SPH等方法,以及界面处理技术,各有所长,但尚未完全解决,而在实际工作中,切合实际的药型罩介质本构关系则是聚能射流数值模拟的关键,高效并行计算与可视化则是聚能射流数值模拟的必由之路,并阐述了聚能射流数值模拟的发展趋势．     

高压水射流切割的CFD仿真研究

利用计算流体动力学(CFD)的方法对高压水射流流场进行了多相流的数值模拟分析。结果表明：射流在淹没流下的能量耗散远大于非淹没流；圆锥型射流喷嘴的射流效果好于圆柱型和锥直型；射流过程中不同直径的磨料对水速影响不大；靶距选择距离射流出口5～8D处，磨料颗粒和水柱速度达到最佳。     

基于ANSYS的射流泵内滑套有限元分析

从射流泵的工作原理出发,针对外滑套射流泵在生产现场所面临的困境,提出新的解决方案,研制出能够满足压裂和排液一体化的内滑套式射流泵.将内滑套从三维PRO/E实体导入ANSYS分析软件中,进行网格划分、约束及加载,观察内滑套的变形图,对内滑套的应力云图和应变云图分析,证实了内滑套材料满足实际工况要求,为内滑套式射流泵的优化设计做好铺垫.     

水下两相流噪声频谱研究实验装置的开发

为探寻水下两相流噪声特性并使其得到有效减弱,研制了一套用以分析水下射流噪声频谱特性的实验装置。实验装置由Sig MA(Signal MeasurementAnalysis)信号测试系统,空气压缩机、空气高压储罐、水槽、应力式涡街流量计、喷嘴和高速摄像相机等组成。水槽采用透明玻璃制成,便于观察射流流态。该实验装置可有效进行水下射流噪声的测量以及脱离喷嘴时气泡形态变化的观测。通过对实验数据的处理,得到了不同工况下的水下射流噪声频谱图。该装置操作性强,实验结果明确,可为改善由于射流噪声引起的噪声问题提供思路。     

基于后混合式磨料水射流切割机理的探讨

阐述了磨料射流的构成以及磨料射流的混合机理、理想的磨料水射流混合过程和实际的混合过程、切割动能理论.讨论了切割工艺参数、磨料参数、物料的性能参数对切割深度的影响.     

等离子体合成射流扰动在超声速流场中不同位置的截面特性以及涡结构演化（英文）

目的:燃料和氧化剂的快速掺混是发展超燃冲压发动机的关键技术。本文使用等离子体合成射流对超声速混合层进行增强混合,采用实验的方法获得等离子体合成射流扰动后超声速混合层的精细结构,并研究在超声速混合层中等离子体合成射流增强混合的特性。创新点:1.使用纳米平面激光散射技术(NPLS)获取在超声速混合层中由等离子体合成射流诱导的大尺度涡结构;2.分析由等离子体合成射流诱导的大尺度涡结构的演化过程。方法:1.使用信号源发生器实现纳米平面激光散射/粒子图像测速(NPLS/PIV)和脉冲电源的时序控制,从而实现NPLS对等离子体合成射流诱导的大尺度涡结构的捕捉,以及得到PIV获取流场的速度分布;2.获得不同位置截面和不同延时时刻的流场精细结构,并分析等离子体合成射流增强混合的特性;3.对NPLS结果提取湍流边界,计算湍流的混合层的厚度和分形维数。结论:1.等离子体合成射流可以对超声速混合层产生较大的扰动,展向方向扰动范围超过8D;2.等离子体合成射流可以增加混合层的厚度;3.等离子体合成射流的扰动无法进一步提高充分发展的超声速混合层的分形维数。     

超声速燃烧室等离子体射流点火实验平台设计

为研究超声速燃烧室等离子体射流点火特性,设计了一套包括超燃直连式实验台、点火装置、流场观测装置和测量控制系统的超声速点火和燃烧的实验平台。以煤油、乙烯为燃料,采用等离子体射流点火方式对该实验平台进行了测试,分析了典型火焰特征和燃料喷注位置对点火特性的影响。结果表明,该实验平台可完成超声速燃烧室等离子体射流点火实验,具有操作方便、实验效率高的优点,可为开展超声速点火和燃烧研究提供依据。     

双级串联射流泵混合比的研究

将射流泵串联联接，得到较小的混合比，并对其基本性能进行分析，提出了双级串联射流泵的数学模型，与实验结果基本吻合。     

超声射流的熔塑现象及机制讨论

本文提出了水中超声射流熔塑现象及产生条件,对此现象中能量传递进行了讨论,认为超声射流中存在较强的空化场,大量空化泡撞击塑料靶的结果是导致靶熔化的原因     

高超声速飞行器逆向射流与层板发汗组合热防护的攻角特性分析（英文）

目的:采用层板发汗技术改善高超声速飞行器在攻角飞行时迎风面逆向射流的热防护性能。创新点:1.提出逆向射流与层板发汗组合热防护方案用于高超声速飞行器的热防护;2.采用层板发汗技术改进高超声速飞行器在大攻角飞行时热防护失效的不足。方法:1.设计逆向射流与层板发汗组合热防护钝头体模型(图1);2.通过数值计算方法对比逆向射流与层板发汗组合热防护在不同攻角飞行时的流场结构和激波特性(图6～8);3.通过数值计算方法获得逆向射流与层板发汗的组合热防护特性(图9～12)。结论:1.在攻角飞行时,来流与射流方向发生偏离,且迎风面的再压缩激波增强;2.随着攻角的增加,迎风面受热加剧,且当攻角增加到一定程度时,逆向射流热防护失效;3.采用组合热防护系统时,发汗流的引入可以改善再附区近壁面区域的热环境,从而减少壁面的热流。     

采用3D-LDA测量旋转射流速度的方法研究

为了准确测量旋转射流的三维分速度,该文着重研究了激光多普勒测速仪(LDA)的三维测试技术,通过实测数据和数值模拟,对比分析了同时具有发射和接收功能的一维和二维探头的位置关系、射流外围玻璃窗的影响、非协同测量模式的选择、有效数据率等问题。研究表明,在带有玻璃观测窗口的有限空间射流测量中,两探头宜采用后向接收布局,而L型布局测得分速度有一定的偏移,需要做多次的测试获取校正参数。为准确地三维速度的测试提供参考。     

基于射流-尾迹结构的无叶扩压器旋转失速数值研究

建立无叶扩压器几何模型,预先给定扩压器入口的射流-尾迹分布函数,改变射流-尾迹强度比,利用Fluent软件通过数值模拟方法,完成多组无叶扩压器旋转失速三维非定常数值计算.结果显示:在射流-尾迹径向平均速度给定的情况下,随着强度比的减小,失速团强度增大,范围有所增加,总体流道内失稳现象加剧;流道内失速团数目不随射流-尾迹强度比减小发生变化,都捕捉到4个失速团;流道内失速团的旋转频率大致相等,约为342.10 Hz,是叶轮旋转频率(约750 Hz)的45.61%.     

超声速台阶壁面燃烧室中射流抬举火焰的稳定机制（英文）

目的:深入理解超声速条件下火焰稳定机制,为超燃冲压发动机燃烧室的优化提供理论基础。创新点:1.通过大涡模拟准确地再现Burrows-Kurkov实验中台阶壁面射流燃烧室的反应流场;2.揭示射流火焰稳定抬举的机制;3.总结射流总温对火焰抬举特性的影响。方法:1.采用大涡模拟,获得了瞬时和时均的反应流场参数;2.通过计算燃烧学的数据分析,提取湍流火焰特性。结论:1.自点火过程维持了混合层中抬举火焰的稳定,并进一步在下游形成充分发展的湍流扩散火焰;2.升高射流总温会使火焰抬举高度降低,而过高的射流总温会抑制火焰温度的升高。     

脉冲防暴水炮雾化特性实验方法分析

脉冲防暴水炮射流的非稳态特征和较大的雾场范围,增加了对其雾化特性进行测量的难度。通过分析当前激光雾场测量技术的基本原理和方法,指出粒子图像速度粒径(particle i mage veloci metry and sizing,PIVS)方法适合脉冲防暴水炮射流雾化特性的测量。根据脉冲防暴水炮的射流特点,提出了基于粒子散射、激光片光成像和高速摄影技术的测量方法,并对硬件系统的设计进行了分析,为下一步试验台的搭建提供了理论指导。     

基于AutoCAD的喉管的实体造型

为了实现射流泵的虚拟装配及后续加工,利用AutoCAD软件,充分利用其面域、旋转、布尔运算等功能生成喉管的实体,满足实际生产的要求,值得深入研究。作为射流泵的核心零件之一的喉管,造型较为复杂,在AutoCAD中能实现其三维造型,便于输出图纸,也可与其它三维设计软件无缝对接。