基于CFD和响应面法的引射器优化设计
针对质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)氢气引射器优化研究中优化精度低、忽视多结构耦合作用的问题,采用CFD和响应面法结合优化引射器结构参数。通过单因素仿真试验研究各结构对引射比的影响,在此基础上设计正交试验构建响应面分析多结构参数交互作用。研究结果表明喷嘴距和等压混合室直径的响应p值小于0.05,存在耦合作用且对引射性能具有显著影响,通过响应面法优化后引射器最大引射比达到3.62,相比于单因素优化结果提升了25.69%并且预测模型误差仅为4.93%。
某型真空出铝抬包引射器的流场模拟及优化
为了了解某型号真空吸铝抬包的引射器中流体流动情况,使用Fluent软件对其进行了数值模拟,分析了其压力及流速分布情况。在此基础上,分析了该型号引射器为单吸入口的不足之处。通过优化结构,将其修改为对称双入口结构的引射器,并再次模拟计算了抬包吸入口的负压值,获得了吸铝所需较科学的最低引射气流压力值。并进一步运用VOF两相流模型模拟了真空抬包的瞬态吸铝过程,获得了不同时刻铝水在抬包中的流动及体积分数分布情况,为设备的升级改造的提供了理论依据。
质子交换膜燃料电池引射器结构参数优化
对PEMFC氢气引射器结构参数组合进行正交试验设计并仿真分析引射效果。采用Kriging代理模型作为参数优化预测模型,并基于拉定超立方检验预测精度良好。基于Kriging模型进行主效应分析,证明引射器结构参数与引射效果存在复杂非线性关系。基于多岛遗传算法(Multi-island Genetic Algorithm,MIGA),以最大二次回流质量流量为优化目标,完成目标优化设计,并通过贡献度分析确定尺寸参数权重排序。通过帕累托最优解得到最佳结构参数组合并仿真求出最大二次回流质量流量为0.0037 kg/s,最大引射比2.64,对比正交试验最优结果提高了8.8%。
舱外服大循环量引射器优化设计与实验研究
为进一步提高舱外航天服供氧通风能力,对其引射器进行优化设计。采用一维气体动力学模型建立喷嘴控制方程;根据实验结果确定喷嘴等熵效率,设计缩放喷嘴;采用3D打印技术加工不同结构的引射器;利用氮气进行常压引射实验,研究挡板位置、喷嘴类型与喷嘴出口位置(Nozzle Exit Position, NXP)等结构参数对混合流量的影响,寻找最优的引射器结构。研究表明:挡板位置对引射器混合流量的影响与喷嘴类型相耦合。前移挡板,亚音速引射器混合流量可提高56.90%以上
热风炉系统煤气引射器的设计与实验
为解决煤气引射器出现的高炉煤气倒灌问题,采用一维设计方法对其进行了重新设计。设计时用速度系数ξ1,、ξ2、ξ3、ξ4描述引射器四个关键部分的阻力损失,实验得到其值分别为0.936、0.563、0.951、0.912。采用自由射流的经验公式设计引射器喉嘴距,并实验得到紊流系数α为0.24,远大于自由射流的0.066。新设计的引射器已在安钢集团投入运行,完全满足设计要求。
高速风洞引射式进排气动力模拟试验研究
为了测定具有埋入式进气道的某航弹发动机进排气对航弹的气动影响量,采用引射式动力模拟器在FL-7高速风洞,首次在国内成功地进行了高速风洞进排气动力模拟试验.试验模型缩比为1∶10,M=0.7,P0j/P∞=2.62,Cφ=0.79.试验结果表明,有动力后XD,CL,CD增加,Cma减少.试验表明在高速风洞中对于小尺寸的试验模型,采用引射式动力模拟器开展进排气动力模拟试验是一种简便适用的好方法.
蒸汽引射稠油输送新技术
管线输送是稠油输运的一种主要手段.由于我国一些油田原油粘度高,常温下流动性差,管输需采用特殊工艺.根据粘度随温度沿指数下降的规律,与其它工艺比较,加热输送工艺有更大的潜力.该文提出了一种蒸汽引射直接加热稠油输送的新技术.为研究其有效性,进行了性能分析,并在辽河油田φ80mm,300m输油管线上进行了现场实验,测量了三种工况下该方法对稠油的温度、压降和含水率的影响.实验结果表明该文提出的方法是可行的.
机载液压系统的燃油/空气引射换热器仿真研究
分析指出某机载燃油/空气引射换热器结构具有大阻力引射特性,通过采用带阻力的大气压力边界条件取代其板翅式换热器模型,实现了整个引射换热器数值模拟。与试验数据间对比结果显示该文给出的数值模拟方法可以获得较好的计算结果,地面试验时换热器存在较大的热平衡误差。
液压油引射器的性能研究
液压泵吸油管路设计不合理或由于工况的影响可能造成吸油不足采用引射泵可以改善液压泵吸油特性。利用Fluent软件分析了引射管的喉嘴距、喉管直径、喉管长度和扩散管角度等参数对引射工作性能的影响计算结果为液压泵吸油管路的液压引射器结构优化提供了重要的参考。
在引射方式下气体水合物的形成与蓄冷特性
提出了一种新型的气体水合物蓄冷技术,介绍了用水作为动力引射R12液体,在混合室中由于降压R12汽化并与水充分混合而形成絮状的R12水合物晶体的过程。由于气体水合物的蓄冷密度与冰相当,蓄冷温度在8~12℃的范围与目前广泛使用的水冷机组相匹配,所以是一种极有前任的蓄冷介质,还给出了引射式R12气体水合物的蓄冷物 曲线并得了佳引射比为0.43的结论。