喷嘴安装角对管道喷雾降温影响的研究
影响喷嘴喷雾的因素有哪些-
影响喷嘴喷雾的因素有哪些?1.系统条件: 泵的功率和扬程(决定额定压力),系统的总流量(决定额定流量),管道系统设计的压力降(决定喷嘴的实际工作压力)。
2.喷雾条件: 喷嘴的喷雾角度(决定交叉排列数量与问题),喷雾形状(决定流量分布特征),喷雾粒径(决定雾化的实际效果),喷雾流量(决定喷嘴的孔径和形状)。
3.效果条件: 喷射压力(决定喷嘴的结构与流速),冲击力(决定喷雾的清洗效果),反冲击力(决定喷管的型号与破坏力)。
4.介质条件: 密度、粘度、表面张力(决定喷雾的实际效果),温度、酸碱度(决定喷嘴的材质)。
一、喷雾形状二、喷雾角度喷雾角度是指从喷嘴口喷出的液体所产生的夹角,由于液体在空气中飞散,其气势逐渐消失并缩小其覆盖范围,在计算喷雾的实际覆盖范围时因喷雾高度不同而异。
请加以考虑。
以下为理论覆盖范围参数表三、 喷雾量1.喷雾量与喷雾液体之比重的关系:在本说明书中所有的参数表都以水为介质。
喷雾液体的比重改变时,喷雾量也会随之发生变化,喷雾量大致与液体比重的平方根成反比例增减。
2.喷雾量与喷雾压力的关系:喷雾量大致与喷雾压力的平方根成正比例增减,在同喷嘴下,设已知喷雾量为Q1,其压力为P1 求在P2压力的流量QX时则可以用以下公式算出来四. 流量分布量分布是指在喷雾覆盖范围内其液体的分配状态,山形分布喷嘴,将喷雾重叠使用时,容易使喷雾宽幅全域均匀分布;均等分布喷嘴适应于清洗,需要在喷雾宽幅全域之打力时,流量分布随着喷雾高度和压力而变化。
喷嘴流量因喷雾压力而异,它随喷雾压力的增大而增大,一般说,流量和压力的关系如下:密度密度是液体的一定容量与相同容量水的质量之比在喷雾中,液体(除水外)密度主要影响喷雾喷嘴的流量。
由于本目录所列数值均以水作为喷射介质而得出的,故当应用水以外的液体时,须应用一个换算系数来确定喷嘴的流量。
入口唇角对喷水管道流动性能影响的数值分析
入口唇角对喷水管道流动性能影响的数值分析入口唇角对喷水管道流动性能的数值分析在工程领域中具有重要的意义。
通过对不同入口唇角下的流动情况进行模拟和分析,可以得出不同入口唇角对管道流动性能的影响规律,为实际工程设计和优化提供依据。
在本文中,我们将以入口唇角对喷水管道流动性能的影响为研究对象,进行数值模拟和分析,以期得出有价值的结论。
首先,我们需要建立数学模型描述喷水管道流动情况。
通常情况下,我们可以采用雷诺平均Navier-Stokes方程描述管道内的流动,同时考虑喷嘴出口处的湍流模型和壁面摩擦阻力。
然后,通过计算流体的速度场、压力场等参数,可以得出不同入口唇角下的流动情况。
接着,我们将选择不同的入口唇角进行数值模拟。
通过改变入口唇角的大小,我们可以得到不同情况下的流动特性。
一般来说,较小的入口唇角会在管道内产生较大的湍流摩擦损失,从而增加能源消耗;而较大的入口唇角可能会影响管道内的流态结构,导致流动不稳定等问题。
因此,我们需要对不同唇角下的流场参数进行全面的分析和比较。
在数值模拟的基础上,我们可以得出不同入口唇角对喷水管道流动性能的影响规律。
通过研究不同唇角下的压降、速度分布、涡流结构等参数,可以得出最佳的入口唇角范围,以实现管道流动的最佳性能。
同时,我们还可以通过数值模拟预测不同唇角下的流动损失和管道内的流动特性,为工程设计提供参考意见。
总的来说,入口唇角对喷水管道流动性能的影响是一个复杂的问题,需要综合考虑流场特性、管道结构、能源消耗等方面的因素。
通过数值模拟和分析,我们可以得出不同唇角下的最佳设计方案,为实际工程应用提供有力的支持。
希望通过本文的研究,可以为喷水管道的设计和优化提供有益的参考信息。
喷口位置对引射冷却器性能影响研究
却 系统 引射 性 能 的 影 响 。研 究 表 明 : 相 同的 喷 管进 口总 压 下 , 口位 置 愈 接 近 排 气 管 入 口 , 管 流 量 愈 大 , 在 喷 喷 而冷 却 流 量愈 小 , 引射
流量 比愈 小; 其他条件 不变的情况下 , 管流量随着喷管进 I 总压 的升 高而增加 , 引射 的冷却 流量也 相应地增加 , 喷 J " 被 引射流量 比却几 乎不 变; 引射冷却 系统设计 中选取喷 口位 置应与排 气 口留有一定 的距 离, 不能 离排 气管入 口太远 , 但 存在 最佳位置 , 使得 引射流量 比 和 总 压 系数 都 很 高 。 [ 关键词 ] 空 航 天推 进 系统 航 辅助动力装置 引射冷却 数值模拟 图2、 3 图 分别 给 出了五个喷 口位 置 、 同喷管进 口总压下 的喷管 不 流量 和冷却 管道 流量。图 中可知 , 在其他条件不变 的情况 下 , 喷管流量 随着 喷管进 口总 压的升 高而增加 , 引射 的冷却流 量也相应 地增加 。 被 在相 同的喷管进 口总压下 , 口位置愈接近排气管 ( 喷 靠后 ) 喷管流量 愈 , 大, 而冷却流量愈小 。位置 P 与 P 1 2的喷管流量和冷却流量十分接近。 图4给 出了五 个 喷 口位置 、 同喷管 进 口总 压下 的引 射流 量 比 不
辅 助动力装 置 ( P 是现代 民用客机 必不可 少的机 载系统 , A U) 承担 了飞机 地 面维 护 检修 、 主发 起 动 、 控引 气 、 中应 急 的 重要 作用 。 环 空 A U通 常安装 在机身内部的非增压舱 内, P 当AP U工 作时 , P A U舱内温度 较高 。为 了将 AP U和它 的附件 产生 的热 载荷排 出舱外 , P A U舱设 计了 通风 冷却 系统 , 以保证 AP U舱 内温度维 持在 一定 的限制值 以下 , 可见 A U通 风冷 却系统 对 A U运 行至关 重要 。早期研 制 的AP P P U均采用 冷 却风扇 进行 A U舱通 风和滑油冷却 , 型 A U开始 采用引射冷却 技术 P 新 P 进行滑油 、 内冷 却。由于引射冷却器去除 了冷却风扇 , 少了 A U 舱 减 P 转 动部件 和航线 可拆装单元 ( R ) 既减 轻了 A U LU, P 的重量 , 降低 了维护成 本, 又增强 了系统 可靠性 。 排气 引射冷却 技术早在 上世纪 五六十年代 就开始研 究 , 国内外 已 开展 了大量工 作 , 现已成功应用于直 升机 动力舱的通风冷却 中 , 战斗机 发动机舱 的通风冷却 中” 。本文针对某新型 A U P 所采用 的引射冷 却器 进行 简化 , 得二维 模型 , 获 并运 用 C D商用 软件研究 了AP F U排气参 数 对引射性能 的影响 , 分析 了喷 口位置对引射性能的影响 。 1计算模型及边界条件 . 本文研究 的 A U 风冷却系统 由冷却进气 管道 、 P 舱 、 P 通 A U 排气管 、 空气 滑油热交换器构成 。利 用A U尾喷管高速排 出的气流对舱 内空气 P 的引射作用 , 将舱 内空气抽吸进排 气管 , 使得 A U 内压 力下降 , P 舱 致使 飞机机身外部气流经进气管 道进 入到 A U舱 内。空气滑油交换器安装 P 在冷却 空气 管道 出 口处 , 外部 流人 的冷空气 对滑 油进行 冷却后 , 进入 A U舱 , A U外 围设备进行通风冷却 。, 建立的简化模型如 图 1 所示 。除了喷 口位 置及喷管长 度改变外 , 其他几何 参数保持 不变 。五
入口唇角对喷水管道流动性能影响的数值分析
能研 究 的重 点 。 随着 C D技 术 的不 断发 展 , F 在喷 水推 进 设计 与性 能分 析 中得到 了广 泛 的应用 。 , F CD 如
收 稿 日期 :2 1 -40 ;修 改 稿收 稿 日期 :2 1 —72 0 00 .9 0 00 -3
中
国
造
船
Hale Waihona Puke 学术 论文 以保 证光顺 过渡 。收缩 喷管段 为线性 收缩 圆管 。 入 口唇 角是连 接进 水管 道和 船体底 部 的一段 曲面 ,唇 角下 部 曲面 同船 底相 切 ,唇角 上部 曲面 同弯
位 置 愈靠后 ,管道进 水 口就 愈大 ;唇角 半径 定义 为管道 中纵 剖面 处唇 角导缘 曲率半径 ,其 变化 影响管 道唇 角处 曲面 的形状 ,即唇角 半径 愈大 ,唇角 导缘显得 愈肥 厚 。将 本文 讨论 的 5个方 案按 唇角位 置 由 前至 后排序 依次 为 L 、L 、L 、L O 1 2 3和 L ;若 按唇 角半径 由小至 大顺序 排列 ,则依 次 为 L 、L 、L 、 4 1 O 3
本 文借 助 商用 C D 软件对 平 进 口式喷 水推 进 系统 的三 维流 动进 行 了数值 模拟 , 比分析 管道 入 口 F 对
唇 角线 型和 工况 变 化对 管道 流动 性 能 的影响 , 以确 定入 口唇 角线 型 的优 化 方 向 。
1 研 究 对 象
研 究 对象 为平 进 口式 喷 水推 进整 体 系统 , 由进 水 管道 、喷 水推 进 泵 ( 支撑 叶 、转子 和 导叶 )及 含 收缩喷 管 组成 ,如 图 1 示 。管 道进 水 口前端 为矩 形 ,后端 为椭 圆 ,在 与船 底相 交处 进行 了导圆 处理 , 所
喷头安装角度对综合管廊细水雾灭火的影响
图1综合管廊模型图实验方案喷头布置“规范”第3.1.3条规定:电缆隧道宜选择全淹没应用方式的开式系统。
因此,喷头采用进口式喷头。
此喷头在10MPa压力下流量为10.0热电偶电缆细水雾喷头 火源Δ1Δ2Δ3图5综合管廊火灾模型模拟结果分析温度分析所示,模拟结果显示,细水雾未启动之前,细水雾作用后,对7种工况的烟气温度均有60~80s 各测点温度持续降低, 测点1测点2 测点310210230° 45° 50° 60° 70°80° 90°细水雾作用图1二层连廊实验模型示意图考虑到实验构件较为昂贵,同时,搭建模型工艺较为实体模型由金属结构和隔热材料搭建,如图the fire extinguishing time is less and theis better.When the sprinkler installationextinguishing time increases,and the fire extinguish⁃becomes worse;The installation angle of therelationship with the average temperature drop,linear relationship.Considering the coolingflue gas layer,it is suggested that the installationmist nozzle should be50̊.mist;fire extinguishing system;utilityinstallation angle;smoke temperature;作者简介:陈雅惠(1995-),女,西华大学土木建筑与环境学院硕士研究生,主要从事消防性能化设计及应用研四川省成都市金牛区土桥金周路999号,610039收稿日期:2019-08-28。
喷雾冷却技术的原理及应用研究
喷雾冷却技术的原理及应用研究随着现代科技的不断发展,许多新的技术和装备层出不穷,其中喷雾冷却技术便是其中之一。
喷雾冷却是一种利用液体喷雾将热能带走的技术,可以在加快物体冷却速度的同时,还可以节约能源。
本文将重点介绍喷雾冷却技术的原理及其应用研究。
一、喷雾冷却技术的原理喷雾冷却技术是利用液体喷雾的冷却效应来降低目标物体的温度。
通过将冷却液体喷雾到加热物体上,使其蒸发从而带走物体表面的热能。
这种液体喷雾的形式可以是一个喷嘴,也可以是喷涂机等多种形式。
在喷雾冷却技术的过程中,冷却液体的细小颗粒在与热源接触时会立即蒸发,从而带走物体表面的热量。
因此,它可以显著地降低目标物体表面的温度。
此外,喷雾冷却技术还可以在物体表面形成一层均匀的液体膜,可以开展更细致和更严格的热分析。
二、喷雾冷却技术的应用研究喷雾冷却技术在工业生产和科研领域有着广泛的应用,为人类社会的发展做出了重要的贡献。
在金属加工行业,喷雾冷却技术可以用于减少切削温度,改善切削表面质量,并延长切削刀具的使用寿命。
同时,喷雾冷却技术还可以用于提高汽车发动机的热效率,减少燃油消耗,降低汽车废气排放。
在能源与环境保护领域,喷雾冷却技术也有着很大的潜力。
利用喷雾冷却技术,可以将火电厂的燃烧排放的高温废气迅速冷却,使其不会对环境造成太大的影响。
此外,喷雾冷却技术还可以用于改善海水淡化过程中的蒸发器效率,保证海水淡化设备的安全和稳定运行。
在科研领域中,喷雾冷却技术可以用于量子点研究和荧光探测,以及生物医学领域的细胞培养和组织再生。
总之,喷雾冷却技术是一种非常重要的技术,并具有广泛的应用前景。
随着不断的发展,它将会被应用到更多的领域,为各种设备的制造和运行提供高效的冷却方法。
喷雾腔压力及喷嘴孔径对相变喷雾冷却性能的影响
摘
要: 为 了 满 足 大 功 率激 光 器 件 高 热 流 密 度 及 低 表 面 温 度 的 冷 却 需 求 , 以R 2 2为 冷 却 工 质 , 实 验 喷雾 腔压 力 及 喷嘴 孔 径 对 相 变 喷 雾 冷 却 中临 界 热 流 密 度 、 冷却温度等冷却性能的影响 , 实
文 献标 志码 : A d o i ; l O . 3 7 8 8 / HPL PB 2 0 1 3 2 5 i 0 . 2 5 4 6
关 键 词 : 喷雾 冷 却 ; 相 变换 热 ; 临界热流密度 ; 喷雾 腔 压 力 ; 喷 嘴孔 径
中 图分 类 号 : TK1 2 4
验结果表明 : 在 喷 雾 人 口压 力 为 0 . 8 MP a , 喷雾高度为 2 2 mm, 人 口温 度 为 一3℃ 的 实 验条 件 下 , 当 喷雾 腔压 力
在0 . 2 ~0 . 4 MP a 范 围 内变 化 时 , 随着 喷雾 腔 压 力 的 升 高 , 临界热 流密度值 ( C HF ) 先增大后 减小 , 存 在 最 优 的
喷 雾腔 压 力及 喷 嘴孑 L 径 对 相 变 喷 雾 冷 却 性 能 的 影 响
刘炅辉 , 孙 皖 , 刘秀芳 , 侯 予 。
( 1 .西 安 交 通 大 学 能 源 与动 力 工 程 学 院 , 西安 7 1 0 0 4 9 ; 2 .西 安 交通 大学 动 力 工 程 多相 流 国家 重 点 实 验 室 , 西安 7 1 0 0 4 9 )
中, I .Mu d a wa r 得 出喷雾体 积通 量 和液滴 索太 尔平 均 直径对 c HF有很 大 的影 响_ 1 ] , 而R . H.C h e n等人 得 出
液滴 的平 均速 度对 C HF的影 响最 大 , 其 次是 液滴平 均颗 粒流量 , 而 液滴索 太尔平 均直 径没 有 明显 的影 响l g ] 。
喷雾降温效果影响因素的数值模拟分析
1 数 学模 型
1 . 1 数值 模 拟方法
气 中蒸发 , 液态 水 变为水 蒸气 进入 空气 , 遵循 质量 守 恒定 律 。液滴 喷人 空气 中发 生 的气 液 流动成 自由湍 流 状态 , 遵 守 湍 流 输 运 方 程 。在 湍 流 模 型 中 , 标
在 由连续相( 即流体相 ) 、 分散相组成的飘散多
变 的液滴蒸 发 吸热 过 程进 行 仿 真 模 拟 , 弥补 实测 手
采用 计算 流 体力 学 软件 F l u e n t , 通 过 离 散 相模 型 对 气相 流场 中液 滴 相 变 吸 热 的传 热 传 质 过 程 进 行 模 拟 。在 欧拉 坐标 系下 进 行 连 续 相计 算 , 求解时均 N
相流体系中, 将流体相视为连续介质 , 分散相视为离
散 介质 , 这种模 型称 为 离散 相 模 型 ( D P M) 。本 文
准k — s模型有较广的适用性 , 但对于流向有曲率变
化、 有较 强压 力梯 度 等 复 杂 流动 问题 模 拟效 果不 理
基 金项 目: 重庆市 自然科 学 基金 院士专 项 ( C S T C 2 0 1 1 J J Y S 2 0 0 0 1 ) ; 重 庆市 工程 技术 研 究 中心建 设 项 目( C S T C 2 0 1 1 P T— G C 8 0 0 2 3 ) ; 重庆市气象局开放式研究基金 ( K F J J 一 2 0 1 2 0 2 ) 作 者简 介 : 陶盎 ( 1 9 9 0一 ) , 女, 重庆人 , 硕士 生 , 主要从事暖通空调研究 。
型。
环境 空气 温度 , K
Q —— 汽 化潜 热 , J / k g
收 稿 日期 : 2 0 1 3— 0 7—1 l ; 修 回 日期 : 2 0 1 3— 1 3—2 0
喷淋雾滴中径对喷淋冷却效果影响的试验研究
125中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2018.03 (上)高外部系统设计效率,开发了航空发动机外部辅助设计系统。
该系统实现了基于UG 软件外部系统管路和支架设计快速查询功能。
通过在UG 软件中搭建了航空发动机外部辅助设计系统,为实现外部系统零组件参数化设计和典型特征库的建立,显示了基于全三维数字化设计平台进行外部系统设计的优势,为其在航空发动机外部系统设计过程中的工程应用奠定了技术基础。
参考文献:[1]章秉枢,李学志,吴志军,张春凤.机械CAD 技术基础[M].北京:清华大学出版社,1997.[2]周临震,李青祝,秦珂编著.基于UG NX 系统的二次[M].南京:江苏大学出版社,2012.[3]刘建钊,花锋编著.知识融合程序设计与开发—基于NX 软件系统[M].北京:电子工业出版社,2015.[4]黄勇编著.UG/Open 应用开发典型实例精解[M].北京:国防工业出版社,2010.[5]汪锐编著.NX Open API 编程技术[M].北京:电子工业出版社,2008.[6]陆宇晏,沈燕,韦克安等.UG 二次开发技术的研究[J].广西大学学报,2008,(30):134-137.1 背景乏燃料池冷却系统是核电站的重要辅助系统之一,其主要功能是在各类工况下移除乏燃料池中的衰变热。
AP1000核电厂为乏燃料水池设置了喷淋冷却系统,在极端事件导致乏池水排空、乏燃料裸露等情况下,通过喷淋冷却水的方式带走乏燃料衰变热,防止乏燃料组件由于高温而损坏。
日本福岛事件之后,乏燃料的安全贮存受到广泛关注。
喷淋冷却的现象复杂,影响因素众多,难以通过模拟计算得到可信的结果,因此需要对喷淋冷却的影响因素开展敏感性试验研究。
针对燃料棒位置,燃料棒高度,喷淋流量,喷淋位置,喷淋角度,喷嘴选型、性能、数量、布置方式等关键因素影响,前期已开展了一系列的调研工作和喷淋冷态试验研究。
提高喷管降温效果及舒适度的策略
cm的喷管在 3.4 m/s~4 m/s风速下 ,降温效果及舒适度最佳 ,20℃时温降
可 达 3.75% 。
关键 词 :喷 管 ;顶锥 角 ;出口直径 ;风速
中图分 类号 :TB66
文 献标识 码 :A
孟 加拉 生 态空 调是 利 用 室外 热 空气 从 瓶 身宽 侧 流 人窄侧形成压差达到降温效果 。同理 ,渐缩喷管是利用 流体 的压降和温降使气流 的焓炯转化为气流动能 的特 殊管道。由于喷管长度较短 ,流入喷管 的流体流速较 高 ,流体 通过 喷 管 时 间很 短 ,因此 可将 此 过 程近 似 看作 绝热 节 流 。对 于渐 缩 喷管 ,在 背压 大 于 临界 压 时 ,渐 缩 管内气体能够膨胀到出口截面上 ,使流体压力降低 ,流 速增大 ,温度降低 。
7 + 一
变引起的沿程阻力损失 ,五是 由空气湿度引起 的黏滞
11 5
席泽文 ,徐 泓 ,杨铭昭 ,杨根远 提高喷管降温效果及舒适度 的策略
本刊 E—mail:sxkjzzs@163.tom 问题探讨
阻力 损失 ,下 面我 们分 别进 行讨 论 。
角 制作 一 系列 出 口直径 、长度不 同的 喷管 。先用 小 、中 、
出口直径及顶锥角选择降温较显著 的喷管尺寸 。经过 大量的实验测量 ,得 出的实验数据见表 l。
表 1 实 验 数 据 表
型面倾 角 。
小风速
第 二 ,散 热损 失 。散热 损失 计算 公 式如 下 :
喷管 出 口
干 态
湿态
r
Q=j qedA
直径/cm 温差/℃ 流速差/(m·¥-1) 温差/℃ 流速差/(m )
式 中: 为体感温度 ; 为气温 ; 为辐射作用对体感 温度 的修正 ; 为湿度对体感温度 的修正 ; 为风速对 体感 温度 的修 正 。 1-3 通过 实验 选择 出 口直径最 优 的喷管
防风可调节喷头的原理
防风可调节喷头的原理
防风可调节喷头的原理是利用喷嘴内部的特殊结构和设计,通过调节喷嘴出口的角度和形状,使得从喷嘴中喷出的水流能够形成一种稳定的锥形或雨状水柱,从而减小受风的影响。
具体原理主要包括以下几个方面:
1. 喷嘴角度调节:喷嘴通常可通过旋转或调整的方式改变出口的喷水角度。
调节喷嘴的角度,可以让喷水形成锥形水柱,使得风对水流的影响减小。
2. 喷嘴形状设计:喷嘴的内部结构设计可以使喷水形成雨状水柱。
这种设计可以使得水流更加稳定,减小受风时的波动,从而减小风对水流的影响。
3. 防风罩设计:有些防风可调节喷头也会配备防风罩。
防风罩可以起到抵挡风的作用,使得喷出的水流在风中更加稳定。
通过以上原理的应用,防风可调节喷头可以在风大的环境下,依然保持稳定的水流,并减小风对水流的干扰。
喷嘴角度对矿用引射除尘器的性能影响研究
G
c
r
e
t
ePha
s
eMode
l (离散相)模型模拟粉尘在气体
中的流动.模拟过程中为计算方便,将流体对象视
化曲线、引射风量变化 4 个指标,来评判引射除尘
器性能的优良,使得分析结果更为准确.
图 3 所示.
图 3 不同喷嘴倾斜角度下引射除尘器内部流线图
从图3 的模拟结果可以看出,喷嘴角度为0
径 D1 为 28 mm, 引 射 口 直 径 D2 为 600 mm, 混
合段直径 D3 为 200 mm, 接 受 段 长 度 L1 为 600
mm,渐 缩 段 长 度 L2 为 200 mm, 混 合 段 长 度
L3 为 2900 mm.喷嘴轴向位 置 沿 引 射 除 尘 器 的 中
轴线,径向位置在引射除尘器径向线的中点,喷嘴
喷嘴不同角度下风流状态进行了数值分析. 选 用 κ-ε 模 型 给 定 相 同 边 界 条 件 下 改 变 喷 嘴 角
度,分别模拟得到流场状态、压力分布及引射风流大小等参数.分析模拟结果发现,当喷嘴
倾斜角度为 15
°左右时,引射除尘器内部流线比较光滑、引射面压 力 分 布 最 为 均 匀、引 射 风
2
3 尘源构建
不同矿井由于煤、岩地质条件和物理性质的不
同,以及采掘方法、作业方式、通风状况和机械化
程度的不同,矿尘的生成量有较大的差异.模拟过
程中设置一个通用粉尘参数比较困难,因此只选取
某一矿井粉尘参数.设置尘源初速度为零,动力只
有引射压 力. 将 模 型 文 件 导 入 F
l
uen
t 中 后, 进 行
°和
15
°时,引射 除 尘 器 的 接 受 段 流 线 图 比 较 平 滑; 喷
喷嘴距对喷射器及双蒸发压缩喷射制冷系统性能的影响研究
2019 年 4 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities Apr. 2019文章编号:1003-9015(2019)02-0321-08喷嘴距对喷射器及双蒸发压缩/喷射制冷系统性能的影响研究史海路1, 刘华东1,2, 魏新利1,2, 李春何1, 张羽翔1(1. 郑州大学化工与能源学院, 河南郑州 450001;2. 热能系统节能技术与装备教育部工程技术研究中心, 河南郑州 450001)摘要:采用自行设计加工的变喷嘴距喷射器,在双蒸发压缩/喷射制冷实验平台上,研究了喷嘴距对喷射器和系统性能的影响规律,并与传统压缩制冷循环的性能进行对比。
研究结果表明:喷射器存在一个最优喷嘴距能使引射系数(μ)、升压比(PLR)、系统性能系数(COP)和压缩比(CR)均达到最大值;在所研究的工况范围内,最优喷嘴距为-5 mm,与喷嘴距为 +15 mm相比,μ最大可提高24.56%,PLR最大可提高7.34%,COP最大可提高11.5%,CR最大降低了3.47%;在不同冷却水进水温度和冷媒水进水温度下,双蒸发压缩/喷射制冷循环比传统压缩制冷循环性能更优,COP最大可分别提高33.97% 和24.73%。
研究结果可为双蒸发压缩/喷射制冷系统喷射器设计和系统运行参数优化提供参考。
关键词:喷嘴距;喷射器;双蒸发压缩/喷射制冷;系统性能中图分类号:TQ025.3;TB66 文献标志码:A DOI: 10.3969/j.issn.1003-9015.2019.02.009Effects of nozzle exit position on the performance of ejector andbi-evaporator compression/ejection refrigeration systemSHI Hai-lu1, LIU Hua-dong1,2, WEI Xin-li1,2, LI Chun-he1, ZHANG Yu-xiang1(1. School of Chemical Engineering and Energy, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China;2. Research Center on the Technology and Equipments for Energy Saving in Thermal Energy System,Ministry of Education, Zhengzhou 450001, China)Abstract: Effects of nozzle exit position (NXP) on ejector and system performance were experimentally studied on a test rig of a bi-evaporator compression/ejection refrigeration cycle (BCERC) system using a self-designed and self-processed ejector with variable NXP. The performance was compared with conventional compression refrigeration cycle systems. The results show that there is an optimal ejector nozzle exit position corresponding to the maximum ejector entrainment ratio (μ), pressure lift ratio (PLR), coefficient of performance (COP) and compression ratio (CR). The optimum NXP is -5 mm within the working range studied. Compared to NXP of +15 mm, μ can increase by 24.56%, PLR can increase by 7.34%, COP can increase by 11.5% and the CR can decrease by 3.47%. The BCERC system performs better than the traditional one under different condenser inlet water temperatures and evaporator inlet water temperature s, and COP can increase by 33.97% and 24.73%, respectively. The results provide a reference for the design of ejector and optimization of system operation parameters of bi-evaporator compression/ejection refrigeration system.Key words:nozzle exit position; ejector; bi-evaporator compression/ejection refrigeration; system performance1前言双蒸发压缩/喷射制冷循环能够回收传统压缩制冷循环中膨胀装置的节流损失,提高系统效率。
喷油嘴喷射角度对航空齿轮冷却效果的影响
喷油嘴喷射角度对航空齿轮冷却效果的影响曾红;魏松;牛文韬;宋贯华;王延忠【摘要】By analyzing the influencing factors of convective heat transfer and the spray oil cooling mechanism of high speed transmission gear,the influence of nozzle injection angle on the cooling effect of high-speed and heavy load aero gear oil spray lubrication system were studied.The experiments on the cooling effect of high-speed and heavy load gear under different injection angles were carried out on the built test platform,the rules of influence on the cooling effect of high-speed and heavy load gear with injection angle changed were investigated.The results show that the smaller the spray an-gle,the better the tooth surface cooling effect.Under the circumstances permitted,better cooling effect can be realized by decreasing the nozzle spray angle.The results of this study have certain guiding role for the design of high speed and heavy load aero gear oil spray lubrication system.%通过对对流换热的影响因素及高速传动齿轮喷油冷却机制的分析,从理论探讨高速重载航空齿轮喷油润滑系统喷油嘴喷射角度改变对冷却效果的影响;在搭建的试验台上,通过不同喷射角度下的冷却试验,研究喷射角度改变对高速传动齿轮冷却效果的影响规律。
喷雾冷却实验研究与分析的开题报告
喷雾冷却实验研究与分析的开题报告一、选题背景及意义喷雾冷却技术是目前应用广泛的一种降温技术。
喷雾冷却利用了液体的蒸发过程将热量从物体表面带走,因此具有高效、节能、环保等特点,而且适用于各种不同形状和材质的物体。
随着科技的不断进步和应用需求的增加,喷雾冷却技术已经在汽车冷却、电子元件散热、食品降温等领域取得了广泛的应用。
因此,研究喷雾冷却技术的特点、工作机理和影响因素对于深入了解其应用场合和优化技术参数具有重要的实际意义。
二、研究目的和内容本设计旨在探究喷雾冷却技术的工作机理和影响因素,并开展喷雾冷却实验研究,以期达到以下目的:1、深入了解喷雾冷却技术的原理和特点。
2、研究喷嘴参数的变化对喷雾冷却效果的影响。
3、探究气体速度对喷雾冷却效率的影响。
4、验证模拟实验结果与实际工作参数的适用性。
三、研究方法和技术路线1、文献调研——通过查阅大量文献,了解喷雾冷却技术的原理、机制及优点。
2、原理分析——通过物理学原理,构建喷雾冷却的理论模型。
3、实验设计——根据实验目的和研究需要,设计喷雾冷却实验方案,包括喷嘴参数、气体流速、喷雾液体种类等。
4、实验执行——按照实验方案,进行喷雾冷却实验,记录和分析实验数据,并提出合理的解释和结论。
5、数据处理——对实验数据进行分析和处理,通过相关的计算机软件,对实验结果进行加工和统计分析。
6、结果对比——将实验得到的结果与模拟实验模型进行对比分析,评估模型适用性,并对实验结论进行修正和完善。
四、预期成果通过以上研究,预期可得到以下成果:1、探究喷嘴参数等工艺条件对喷雾冷却效果的影响规律。
2、得出喷雾冷却实验效果的统计数据,以及实验结果的数学模型。
3、得出与实际应用相一致的结果和结论,并提出相应的应用建议和指导意见。
五、研究难点和关键技术为实现研究目标和预期成果,需克服以下难点和关键技术:1、喷嘴参数的选取和控制。
2、气体流速和喷雾液体的调节和匹配。
3、实验设计的合理性和准确性。
喷嘴角度对直射式空气雾化喷嘴雾化特性的影响
喷嘴角度对直射式空气雾化喷嘴雾化特性的影响
高非凡
【期刊名称】《中国科技信息》
【年(卷),期】2024()12
【摘要】航空发动机燃烧室是将化学能转化为热能的主要场所,对发动机的正常工作起着至关重要的作用,喷嘴雾化特性会直接影响燃烧室燃烧效率、火焰稳定、出口温度分布和污染物排放等,因此喷嘴雾化性能的好坏对发动机的工作可靠性、性能以及使用寿命有很大影响。
直射式喷嘴结构简单,在大工况下具有良好的雾化效果,空气雾化喷嘴能够增强雾化效果,使得液雾均匀,能耗较低。
因此研究流动参数对直射式空气雾化喷嘴雾化特性的影响对提升燃烧室的燃烧性能,降低污染排放具有重要意义。
【总页数】4页(P53-56)
【作者】高非凡
【作者单位】中国飞行试验研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TK4
【相关文献】
1.直射式喷嘴垂直跨流喷射的雾化特性试验研究
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对内混式空气雾化喷嘴雾化特性的影响研究5.横向加热气流中直射式喷嘴侧喷雾化特性研究
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喷雾降温理论
本目录所涉及的喷雾内容,如无特殊说明,均以水作为标准介质。
流量喷嘴流量因喷雾压力而异,它随喷雾压力的增大而增大。
一般说,流量和压力的关系如下:密度密度是液体的一定容量与相同容量水的质量之比。
在喷雾中,液体(除水外)密度主要影响喷雾喷嘴的流量。
由于本目录所列数值均以水作为喷射介质而得出的,故当应用水以外的液体时,须应用一个换算系数来确定喷嘴的流量。
具体公式如下:喷雾角度和覆盖范围理论覆盖范围是根据喷雾夹角和距喷嘴口距离计算出来的。
该数值是假设喷雾角度在整个喷雾距离中保持不变的前提下得出的。
在实际喷雾中,有效喷雾角度因喷雾距离而异。
当液体比水粘时,形成的喷雾角度相对较小,其角度取决于粘度,喷嘴流量和喷射压力。
表内数值列出不同距离下的喷雾理论覆盖范围,实际应用中,表内的喷雾角度不适用长距离喷雾。
该力的方向位于其表面上,它的每单位长度的数值是表面张力。
表面张力主要影响最小工作压力,喷流角度和液滴大小。
(表格数据占无)表面张力的性质在低工作压力状态下较明显。
较高的表面张力减小喷流角度,在空心锥形和扇形喷雾喷嘴尤甚。
低表面张力允许喷嘴在低压时工作。
实心锥和空心锥增加,扇形喷雾减小取决于被喷的液体和所用的喷嘴。
喷雾喷嘴问题的常见原因如下列示了喷雾喷嘴在使用过程中出现问题的七种最常见的原因:磨损:喷雾喷口和内流通道表面的物质逐渐脱落,进而影响流量、压力和喷雾形状。
腐蚀:由于喷雾液或环境的化学作用引用的腐蚀破坏了喷嘴材料。
阻塞:污垢或其它杂质阻塞了喷嘴口内部,进而限制流量和干扰喷雾形状。
粘结:喷嘴口边缘内侧或外侧材料上,由于液体蒸发而引起的喷溅、雾气或化学堆积作用而凝结一层干燥的凝固层,阻碍喷嘴口或内流通道。
温度损害:由热引起的对非高温用途设计的喷嘴材料产生的一种有害影响。
错误安装:安装时偏离轴心,过度上紧或改变安装位置,这些问题能导致渗漏的产生,并对喷雾性能产生不良影响。
意外损伤:在安装和清洗中由于应用不正确的工具而对喷嘴造成的一种非预期的损伤。
通过角度控制水流量的方法
通过角度控制水流量的方法水是人类生活的必需品,对于很多产业也是不可或缺的原材料。
控制水的流量对于很多领域都有着非常重要的意义。
通过角度控制水流量是一种常见的方法,本文将探讨这种方法的原理和应用。
我们需要了解角度对水流量的影响。
当水流通过一个固定角度的管道或喷头时,流量的大小会受到角度的影响。
一般情况下,角度越小,水流的速度越快,流量也会增加。
而角度越大,水流的速度会减小,导致流量减小。
通过改变角度,可以有效地控制水流量。
在日常生活中,我们可以通过调整喷头的角度来控制花园灌溉的水流量。
当需要覆盖较大面积时,可以将喷头角度调大,让水流更为平缓,覆盖面积更广。
而当需要集中灌溉某一片区域时,可以将喷头的角度调小,让水流更为集中,增加流量密度。
这种方法可以很好地满足不同区域的灌溉需求。
在工业生产中,通过角度控制水流量也有着重要的应用。
在一些需要进行冷却或清洗的设备中,通过控制喷水角度,可以实现对设备的精确冷却或清洗。
而在一些需要进行搅拌或混合的工艺中,通过控制水流角度,可以实现对原料的均匀混合和溶解。
这种方法可以提高生产效率,降低能耗,实现节能减排的目的。
在环境保护领域,通过角度控制水流量也发挥着重要作用。
例如在城市的雨水排放系统中,通过调整下水道的斜度和角度,可以实现雨水的快速排放和减少积水,避免城市内涝。
在河道治理和湿地保护中,通过调整水流的角度,可以实现对水域的生态修复和保护。
通过角度控制水流量是一种简单而有效的方法,可以在日常生活、工业生产和环境保护中发挥重要作用。
通过合理地控制水流的角度,可以实现对水流量的精准调控,满足不同场景下的需求。
期望未来这种方法能够得到更广泛的应用,为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
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Mechanical Engineering and Technology 机械工程与技术, 2017, 6(1), 1-10 Published Online March 2017 in Hans. /journal/met https:///10.12677/met.2017.61001文章引用: 陈嘉琛, 吴伟亮. 喷嘴安装角对管道喷雾降温影响的研究[J]. 机械工程与技术, 2017, 6(1): 1-10.Investigation of the Influence of Nozzle Install Angles to Spay Cooling Effect in Industrial Pipe by Numerical SimulationJiachen Chen *, Weiliang WuSchool of Energy and Power Engineering, Shanghai Jiao Tong University, ShanghaiReceived: Feb. 25th , 2017; accepted: Mar. 14th , 2017; published: Mar. 20th, 2017AbstractThis paper investigates how different spray nozzle install angle influence the spray cooling effect inside an industrial exhaust pipe by numerical simulation software CFX. DDM (Dispersion DropletModel) is applied to describe the motion and heat transfer progress of the atomized water droplet; the size and the distribution of the water particles used in calculation are given according to expe-riments. The particle tracks and the temperature distributions of each spray nozzle install angle with different spray mass flow are discussed basing on the simulation results. In conclusion, when the spray droplets are not completely vaporized and the nozzle install angle is 180˚, the spray cooling effect is the most satisfied.KeywordsSpray Cooling, Atomization, Pipe, Install Angle of the Spray Nozzle, CFD喷嘴安装角对管道喷雾降温影响的研究陈嘉琛*,吴伟亮上海交通大学能源与动力工程学院,上海收稿日期:2017年2月25日;录用日期:2017年3月14日;发布日期:2017年3月20日摘 要为研究在废气管道内部的喷雾降温过程中不同的喷嘴安装角度对管道内高温废气的降温情况的影响,本*第一作者。
陈嘉琛,吴伟亮文采用DDM (Dispersion Droplet Model)离散液滴模型描述喷雾液滴的运动和传质传热过程,使用实验所得的喷雾粒径数据,在CFX软件上分别对不同喷嘴安装角、不同喷雾流量的管道内部的喷雾降温过程进行了数值模拟,讨论了喷嘴安装角和流量变化对喷雾液滴的轨迹和管道内的温度分布情况造成的影响。
根据模拟计算结果得到结论:当雾滴不能完全蒸发的情况下,喷嘴安装角为180˚时,管道内高温废气的降温效果最为理想。
关键词喷雾降温,雾化,管道,喷嘴安装角,CFDCopyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 前言在化工、冶金等工业生产过程中,高温废气的产生不可避免,冷却高温废气的方法有:水套冷却、表面淋水冷却、汽化冷却、余热回收利用、空气冷却和喷雾冷却等。
其中喷雾冷却方法耗能较低、耗水量相对小、降温快速、装置简单,水作为降温介质,成本低而且蒸发潜热大,其相变蒸发吸热能力优秀,是理想的降温方法。
喷雾降温主要依靠雾滴直接蒸发吸热,广泛应用于灭火、室外热环境调节、工业降温增湿等领域,其前景广阔。
目前国内外对于喷雾降温的研究方法是实验与数值模拟相结合。
喷雾冷却过程是同时包括流动、传热和相变传质的耦合两相流问题,建立合理的液滴模型十分重要。
文献[1]中最简单的模型称作液滴蒸发经典模型(Classic Model),即把液滴定义为温度均匀、稳态蒸发状态的球体,准稳态气膜均匀分布在球体周围,球体周围的流体物性均匀一致,液滴表面气液两相遵循热平衡。
该模型的缺点在于忽略了对流过程中从液滴表面带走的空气与蒸汽的混合流(Stefan流)。
实际上,液滴蒸发是非稳态过程,液滴在运动的同时,其温度和直径都在同步变化,文献[2]提出了同时考虑Stefan 流和对流传质效应的模型,即漂移流动模型,其精准度较优。
气体湍流也可能影响液滴的蒸发,具体机制有待进一步深入讨论。
针对喷雾的两相流动的数值模拟主要有两种方法,一种是欧拉–欧拉方法(Eulerain-Eulerian),另一种是欧拉–拉格朗日方法(Eulerain-Lagrangian)。
目前最为常用的DDM(Dispersion Droplet Model)离散液滴模型即是一种欧拉-拉格朗日方法,由Crowe C.T.和Smoot L.D.等人提出[3],它将流体相视为连续介质,而分散相视为离散介质。
流体相在欧拉坐标系下求解;分散相则在拉格朗日坐标系下求解。
通过对大量质点的运动方程进行积分运算得到其运动轨迹,通过传热传质关联关系得到离散相对流体相的影响。
对于同一喷射压力下喷射数值模拟,欧拉–欧拉方法对于喷雾液膜破碎初始状态时的准确度和计算速度优于欧拉–拉格朗日方法;而对于破碎后呈多点分布状态的喷雾欧拉–拉格朗日方法具有更高的精确度和效率[4]。
当研究燃油喷雾燃烧时,喷雾精确度要求较高,可以先用欧拉方法算出喷雾初始场,再将此结果作为初始条件带入拉格朗日方法计算,可以明显改善计算精度[5],该ELSA (Euler-Lagrange Spray Atomization) [6]方法更适于内燃机的喷油燃烧计算。
张伟等[7]通过实验研究在石化工业中闭式循环喷雾冷却系统上,不同喷雾流量、表面结构、工质种类对喷雾冷却传热性能的影响。
刘期聂等[8]使用数值仿真方法研究了喷雾冷却系统在航天器热排散的应陈嘉琛,吴伟亮用,用喷雾冷却的方式强化了壁面换热,为冷却装置的设计提出了理论指导。
王小芝[9]理论分析了雾滴在气流中的受力情况和运动轨迹,使用FLUENT 软件模拟计算了隧道内喷雾降温的过程,比较分析了雾滴的运动轨迹、寿命以及沿隧道截面的蒸发率。
陶垚[10]针对喷雾直接蒸发冷却过程,使用FLUENT 软件进行了系统的数值模拟,并搭建实验台对高温环境下喷雾降温效果进行了实验测试。
数值模拟在合理运用降温原理,选用正确的边界条件、合理的网格划分、相符的简化模型,可以获得令人满意的数值结果,能够指导实验进展,亦能有助于认识喷雾机理。
本文针对工业废气管道中采用喷雾降温设备冷却高温废气的需求,采用数值模拟的方法,研究工业管道内喷雾降温的过程中不同的喷嘴安装角度、不同喷雾流量对管道内喷雾降温效果的影响。
2. 研究对象本文研究对象是一段工业废气管道,其直径3 m 、长10 m ,为了给管道内部的高温废气降温,在其中布置了两排喷嘴支架,每排四根,呈十字形阵列,固定在管壁上,如图1所示。
第一排支架与管道入口所在面(左侧端面)距离为1.5 m ,两排支架在沿管道中轴线方向上的距离为3 m 。
两排支架之间有45˚的夹角,以保证喷嘴喷出的雾滴在管道内分布更加均匀。
支架长为1.3 m ,其上的喷嘴布置如图2所示。
喷嘴的喷口直径为0.08 m 。
喷雾喷嘴安装角度Ψ为:喷嘴的中心轴线与高温气体流动的方向之间的夹角。
根据喷嘴安装角为0˚、45˚、90˚、135˚、180˚时的情况,分别建立模型、划分网格、计算两种喷水量下管道内喷雾降温的过程,并比较其降温效果。
3. 简化模型3.1. 物理模型考虑到模型具有对称性,为降低计算量,选取四分之一管道建立计算用的简化模型,如图3所示。
使用ICEM 软件对模型进行网格划分,采用四面体网格,在喷嘴、支架附近和管道壁面边界层处均做网格加密处理。
模型的总网格数在50万左右。
在本文研究的管道内部喷雾的降温过程,因为管道尺寸较大且内部气相、液相流速较高,管道内气相降温过程主要发生在距离喷嘴较远的区域。
在水的雾化过程中,一次雾化发生在喷嘴附近较小的区域中,该区域内水雾破碎,形成细小的液滴,其过程十分复杂,但并非本文研究的重点,所以在计算中,不考虑该过程,认为液态水在离开喷口时即已完全雾化。
计算采用经典液滴蒸发模型和DDM 离散液滴模型描述喷雾液滴的运动以及换热过程,并用k-ε模型描述气相的湍流运动。
3.2. 喷雾参数本研究中喷嘴的喷雾角均为70˚,通过在每个喷口上设置射出液滴的径向、轴向速度分量来模拟喷雾角,雾滴的绝对速度为45 m/s 。
喷雾特性数据采用文献[11]研制的喷雾光学测量仪器测得,图4为喷雾实验现场。
表1为计算所采用的数据。
计算采用NASA 推荐的水物性参数计算公式如下: 液态水的定压比热:0p 23412345C a a T a T a T a T R=++++ (1)液态水的焓计算公式:陈嘉琛,吴伟亮Figure 1. Industrial exhaust pipe 图1. 工业废气管道Figure 2. Nozzle positions on the supporting bar 图2. 支架上的喷嘴位置Figure 3. Simplified model 图3. 计算区域简化模型Figure 4. Spray experiment 图4. 喷雾实验2345352416a a a a H a T T T T T a R 2345=+++++ (2) 液态水的熵计算公式:陈嘉琛,吴伟亮234354127a a a S a lnT a T T T T a R 234=+++++ (3) 其中R 为气体常数,T 为液态水的温度。