检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

拉法尔喷管流态分析与数值模拟

机械制造与自动化 2021年第5期50卷 99-102页

作者：姜鹏王中医李勇郭喜龙青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061

拉法尔喷管结构设计的合理性直接影响真空发生器的工作效率。使用FLUENT模拟软件对拉法尔喷管结构和使用工况两个方面进行模拟分析,寻求内外部因素对喷管出口速度变化的影响关系。由仿真结果可知,喷管出口背压与进气压力的比值决定喷管... 详细信息

拉法尔喷管结构设计的合理性直接影响真空发生器的工作效率。使用FLUENT模拟软件对拉法尔喷管结构和使用工况两个方面进行模拟分析,寻求内外部因素对喷管出口速度变化的影响关系。由仿真结果可知,喷管出口背压与进气压力的比值决定喷管内部的流动状态,拉法尔喷管的收缩角与扩张角的改变对喷管出口流速影响较小,而改变喷管出口截面与喷管喉部截面的面积比,喷管出口速度发生显著改变。

关键词：拉法尔喷管真空发生器液态分析 FLUENT 喷嘴

用于发电系统的局部进气跨声速涡轮气动设计和优化

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

热能动力工程 2023年第6期38卷 1-10页

作者：屈彬房书豪罗磊宋友富中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了解决高速机载涡轮发电系统效率较低的问题,通过一维计算和三维数值模拟相结合的方法,对以拉法尔喷管作为静叶、三维叶片作为动叶的局部进气跨声速涡轮级进行了研究。在对原型涡轮级流场分析后,通过ISIGHT优化软件集成NX,NUMECA和AN... 详细信息

为了解决高速机载涡轮发电系统效率较低的问题,通过一维计算和三维数值模拟相结合的方法,对以拉法尔喷管作为静叶、三维叶片作为动叶的局部进气跨声速涡轮级进行了研究。在对原型涡轮级流场分析后,通过ISIGHT优化软件集成NX,NUMECA和ANSYS等模块,采用多岛遗传算法,以喷管扩张角、扩张部分长度、周向排布角度以及动叶叶片进口几何角、出口几何角和轴向弦长作为优化变量对涡轮级进行了优化设计。最终得到给定设计工况下的最优几何参数。优化结果表明:优化得到的涡轮级功率达到了74530 W,效率达到了79.60%,较原型提升了5.1%。

关键词：局部进气涡轮拉法尔喷管数值模拟优化设计

同方期刊数据库

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

天然气超音速分离脱水技术研究进展

石油化工高等学校学报 2021年第1期34卷 63-71页

作者：戴国华桑军万宇飞中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院天津300459

超音速分离技术在国外的研究与应用已经成熟,但国内的研究仍处于探索阶段。现已开展了较多的基础性研究和数值模拟研究,其中数值模拟研究主要集中在旋流流动过程、内部流动过程和凝结过程等方面,并取得一定成果,但实验性研究仍然较少,... 详细信息

超音速分离技术在国外的研究与应用已经成熟,但国内的研究仍处于探索阶段。现已开展了较多的基础性研究和数值模拟研究,其中数值模拟研究主要集中在旋流流动过程、内部流动过程和凝结过程等方面,并取得一定成果,但实验性研究仍然较少,特别是在高压天然气的凝结机理及分离机理方面,未见工业性试验和现场测试试验的报道。在结构设计方面做了大量工作,主要集中在对比性分析和敏感性分析,未提出实质性的结构设计方法和思路。在液滴凝结方面的基础性研究更为少见,目前该过程主要由CNT模型和Gyamathy模型来表征液滴成核、生长过程,实际需根据各修正模型特点选择合适模型用于计算分析。今后的研究需加大入口温压、过饱和度、旋流器安装位置、超音速喷管结构参数等主要因素对凝结过程的影响性研究及高压天然气超音速分离脱液实验性研究,提高气体凝结和气液分离效率,尽早实现国内自主产权的超音速分离器的工业化应用,为空间有限的海上天然气的脱水、脱酸、脱重烃处理及外输提供有效手段。

关键词：天然气脱水超音速分离器拉法尔喷管凝结

扩散段变面积比对超音速喷管非平衡凝结性能的影响

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

仪器仪表学报 2015年第S1期36卷 308-312页

作者：王辰王雷赵红霞山东大学控制科学与工程学院济南250061 山东大学能源与动力工程学院济南250061

本文研究了拉法尔喷管扩散段变面积比情况下,内部超音速非平衡凝结过程.在Fluent软件建立二维喷管湿蒸汽模型,通过用户自定义函数引入三系数维里型水蒸气状态方程.利用Moore喷管的实验数据对湿模型进行校正,验证了模型的准确度,在此基... 详细信息

本文研究了拉法尔喷管扩散段变面积比情况下,内部超音速非平衡凝结过程.在Fluent软件建立二维喷管湿蒸汽模型,通过用户自定义函数引入三系数维里型水蒸气状态方程.利用Moore喷管的实验数据对湿模型进行校正,验证了模型的准确度,在此基础上将湿蒸汽模型与理想气体模型进行对比,从中可以看出非平衡冷凝对流体具有增压、降速和升温的作用,最后,研究扩散段变面积比情况下,超音速喷管内非平衡凝结性能的变化情况,可以看出冷凝的强度随扩散段面积比的增大而减小,但是冷凝水的含量会随面积比的增大而增大,因此,为了同时降低冷凝强度与冷凝水的含量需要选择合适的扩散段面积比.

关键词：变面积比超音速拉法尔喷管非平衡凝结

维普期刊数据库评论

在线全文

维普期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

天然气超音速净化系统

油气田地面工程 2010年第9期29卷 93-94页

作者：杨启明陈颖胡博西南石油大学

超音速净化分离技术结构简单、轻巧,不需要化学药剂,实现了无人操作,可充分利用天然气的压力能,非常适合油田伴生气或凝析气田气脱水。此项新技术的开发具有广阔的应用前景,可获得很大的经济效益。

关键词：超音速天然气脱水拉法尔喷管相变气液分离

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

圆锥螺旋槽气体动压轴承实验台装置研制

液压与气动 2009年第7期33卷 38-40页

作者：卢志伟刘波西安工业大学机电工程学院陕西西安710032

实验研究是分析气体润滑轴承工作性能的重要手段,该文研制了一台风力驱动的圆锥型螺旋槽动压轴承实验台装置,使之可以测量圆锥型螺旋槽动压轴承的载荷、转速、轴向位移等各种性能参数。对于分析螺旋槽轴承的各性能参数对轴承的综合性能... 详细信息

实验研究是分析气体润滑轴承工作性能的重要手段,该文研制了一台风力驱动的圆锥型螺旋槽动压轴承实验台装置,使之可以测量圆锥型螺旋槽动压轴承的载荷、转速、轴向位移等各种性能参数。对于分析螺旋槽轴承的各性能参数对轴承的综合性能的影响,设计出最佳性能的螺旋槽轴承具有重要的借鉴和指导意义。

关键词：气体动压轴流扇叶气浮拉法尔喷管

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

超音速旋流分离器喷管设计与相变特性研究

超音速旋流分离器喷管设计与相变特性研究

作者：李震东中国石油大学

学位级别：硕士

天然气脱水和重烃分离是油气田地面生产的重要工艺环节,传统的低温分离工艺分离效率低、投资和运行费用高、加热防冻困难、防冻剂用量大。针对此类问题提出的免加热或免加注防冻剂的超音速旋流分离器新技术是天然气处理工艺技术的一大... 详细信息

天然气脱水和重烃分离是油气田地面生产的重要工艺环节,传统的低温分离工艺分离效率低、投资和运行费用高、加热防冻困难、防冻剂用量大。针对此类问题提出的免加热或免加注防冻剂的超音速旋流分离器新技术是天然气处理工艺技术的一大革新。超音速旋流分离器由喷管、整流段、超音速翼段和扩压管四部分组成。天然气通过喷管绝热膨胀形成低温超音速流动,利用超音速翼形成旋流场分离经过低温冷凝的水份和重烃组分。将绝热膨胀、低温凝析、旋流分离、减速扩压等处理过程都在一个密闭紧凑的装置内完成,该装置无移动部件,无再生系统,可使投资和运行费用减少10～25%。超音速旋流分离器中的天然气压力高达几个Mpa甚至十几个Mpa,温度降至零下几十摄氏度,属高压、低温气体,应按实际气体状态方程计算状态参数。本文利用BWRS方程,按一维等熵流动假设,编程求解了天然气在不同入口条件下的临界参数,计算了相应的喷管喉部面积,并与按理想气体计算的结果进行了对比。依据气体动力学、热力学和流体力学理论,提出了超音速旋流分离器喷管设计方法:亚声速收缩段按照维托辛思基曲线设计,喉部设计成一段光滑圆弧,超音速扩张段按照富尔士法设计,喷管出口气流均匀,达到设计的马赫数。本文根据相变理论、气体动力学理论并考虑了实际气体的影响,建立了描述有相变的喷管中天然气高速流动的数学模型。讨论了喷管内有相变的天然气的流动特性:气体要达到一定的过饱和度才会凝结;喷管内的气体发生凝结时,会释放潜热,加热气体,使气体产生凝结突跃现象。计算了不同入口条件下的相变起始点位置和水蒸汽的凝析率;分析了当喷管入口温度一定时,相变起始点、水蒸汽凝析率与入口压力的关系。计算结果表明,随着入口压力的升高,相变起始点位置逐渐前移,水蒸汽凝析率逐渐增大。分析了影响超音速旋流分离器正常工作的因素,给出了一种估计超音速旋流分离器正常工作的压力范围的方法。

关键词：凝析气超音速实际气体拉法尔喷管相变

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

柴油—空气气溶胶生成方法及其稳定性研究

柴油—空气气溶胶生成方法及其稳定性研究

作者：张国强哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

基于布雷顿循环的燃气轮机已经达到了非常高的热动力学效率,进一步提高循环热效率需要付出高昂的代价。从突破传统布雷顿循环等压燃烧热力过程的角度出发,爆轰燃烧技术为提高船用燃气轮机性能提供了有效途径。船用动力系统多用于液态燃... 详细信息

基于布雷顿循环的燃气轮机已经达到了非常高的热动力学效率,进一步提高循环热效率需要付出高昂的代价。从突破传统布雷顿循环等压燃烧热力过程的角度出发,爆轰燃烧技术为提高船用燃气轮机性能提供了有效途径。船用动力系统多用于液态燃料,然而,目前对液态燃料连续旋转爆轰燃烧技术的研究还不够成熟,液态燃料的超细雾化以及气液两相掺混等成为当前亟需解决的工程问题。因此,本文探索适用于柴油-空气燃料爆轰燃烧的超细雾化方法,为实现液态燃料连续旋转爆轰燃烧船用燃气轮机的工程应用提供技术支撑。本文针对出口截面半高度为13mm、出口马赫数为2的拉法尔雾化喷管进行数值模拟研究,其研究过程利用多相流理论,结合拉格朗日粒子追踪法和界面追踪法以及二者的耦合计算方法,使用RNG湍流模型,并考虑粒子重力的影响。在满足连续连续旋转爆轰燃烧室内雾滴群不发生惯性分离条件下,归纳出了符合技术指标的最佳雾化方案。本文的主要研究工作如下:(1)根据已知的实验结果,建立了适用于超声速横向射流雾化研究的二次雾化模型,发现KHRT和WAVE二次雾化模型对穿透深度的模拟结果更接近于PDPA的测量结果,KHRT雾化模型对雾滴群的索特尔平均直径(SMD)模拟结果与实验结果的误差在11%左右。(2)研究了液滴、液柱在不同马赫数来流气体条件下的变形、运动、界面失稳等过程,发现VOF模型可显示母液滴的剪切破碎及爆炸破碎过程,但是对于液柱表面的尖钉结构及混合区的捕捉效果不是理想。此外,研究发现在声速条件下,水横向射流的穿透深度随着动压比的增加而升高。(3)根据柴油燃料的爆轰胞格尺寸确定了连续旋转爆轰燃烧室的环缝宽度为26mm,设计了出口半高度为13mm、马赫数为2的拉法尔喷管;在拉法尔喷管喉部横向射流下,确定了最佳喷射位置,在喉部、环槽0.1mm横向喷射时,喷管出口雾滴群的平均SMD为4.2μm,气溶胶达到稳定性位置在x/d=200。同样条件下在圆弧右端点P喷射时,雾滴群的平均SMD为8.18μm,气溶胶达到稳定性位置在x/d=100;在喉部、环槽0.1mm横向喷射时,结合界面追踪法与拉格朗日粒子追踪法耦合计算方法对喷管进行二维数值模拟研究,可显示液体射流的一次雾化和二次雾化过程,喷管出口雾滴群的SMD为5.03μm,并且气溶胶达到稳定性位置在x/d=50(即距离喷射位置5mm)。确定了燃料在喷管内部驻留时间为181μs。(4)确定了雾滴群在连续旋转爆轰燃烧室内不发生惯性分离的最大SMD为6μm;进而探究了来流气体物性参数、喷嘴几何结构及气液比对雾化性能的影响。研究发现:来流气体温度对喷嘴雾化性能的影响不大,当量比小于2.5时,喷嘴雾化性能满足预计雾化指标。(5)在喷嘴的变工况雾化性能分析中,进气压力分别为4bar、5bar工况下,该喷嘴满足设计要求,进气压力3bar工况时不满足;在进口压力4bar,温度497.5K,当量比为1条件下,新型拉法尔喷管出口速度在500-800m/s之间,平均速度为734.12m/s,Ma为1.64,出口当量比分布在0.5-1.2之间,平均当量比为0.75。

关键词：旋转爆轰拉法尔喷管多相流横向射流数值模拟

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

低温氮气跨声速膨胀过冷凝结特性研究

低温氮气跨声速膨胀过冷凝结特性研究

作者：徐涛重庆大学

学位级别：硕士

低温风洞中常采用液氮喷雾的方法来降低气流温度,以此提升试验雷诺数同时降低风洞的运行功率,然而当纯净的低温氮气流经翼型表面时由于膨胀降温极易发生凝结问题。跨声速过程中气体膨胀过冷凝结是十分复杂的相变过程,其成核过程是发生... 详细信息

低温风洞中常采用液氮喷雾的方法来降低气流温度,以此提升试验雷诺数同时降低风洞的运行功率,然而当纯净的低温氮气流经翼型表面时由于膨胀降温极易发生凝结问题。跨声速过程中气体膨胀过冷凝结是十分复杂的相变过程,其成核过程是发生在纳米量级上的传热传质过程,这导致宏观连续体在微观尺度上的不适用性。因此,对跨声速膨胀下低温氮气微尺度成核机理与过冷凝结特性的研究有利于低温风洞实现全尺寸雷诺数模拟的有效运行,对满足国内新型飞行器气体动力学试验的需求是有价值的。本文通过研制可视化跨声速拉法尔喷管自发凝结两相流动实验装置,采用等膨胀率设计的拉法尔喷管开展不同进口工况及不同型线的低温氮气跨声速膨胀过冷凝结特性的实验研究,分别进行了Wilson点压力测量以及液滴参数测量,成功捕获到喷管流道中由于凝结效应引起的压力突跃和对应的位置,以及氮气自发凝结形成的液滴尺寸和数密度分布。基于低温氮气跨声速膨胀过冷凝结实验数据,采用Kantrowitz所提出的非等温修正成核模型以及Gyarmathy液滴生长模型对各实验工况的关键参数进行数值验证,分析其流动规律以及液滴尺寸和分布,发现采用该模型的数值计算结果与各工况的静压分布以及液相参数有较一致的变化规律,而对于凝结起始位置、液滴尺寸及数密度分布的预测存在差异。通过引入不同的成核率修正因子进行计算并对比实验数据,发现成核率修正因子f取0.4时能较准确预测Wilson点;采用Young(β=2,ε=9)液滴生长模型进一步对液滴尺寸和密度分布进行验证,发现在引入液滴生长系数K=12后能够对液相参数的预测带来很大改善。在此基础上,分析了喷管进口过热度、喷管进口压力以及不同的喷管膨胀率对过冷凝结流动的影响,发现任意参数的变化都会引起凝结起始位置以及带液量的改变。运用已建立的流动数学模型,针对NACA 0012-64翼型进行低温氮气流经机翼模型时跨声速膨胀流动过程的数值研究,关注跨声速下翼型表面边界层、气动激波与过冷凝结的相互作用现象,研究表明:对于给定的试验雷诺数,工作压力和温度在合理范围内的有限减小不会对气动试验产生凝结效应。合理运用气体的总温总压进行试验,较低的工作压力将提供较少的液氮注入量和较低的风机驱动功率。在相同来流压力下,充分利用气体过冷区域,适当降低来流温度则可以使试验雷诺数得到大幅提升。

关键词：低温拉法尔喷管气液两相流跨声速自发凝结