二维模型喷射器混合室入口部分的超音速流动结构

二维模型喷射器混合室入口部分的超音速流动结构

一、Supersonic Flow Structure in the Entrance Part of a Mixing Chamber of 2D Model Ejector(论文文献综述)

王维波[1](2021)在《CO2两相引射器超音速膨胀及流动特性与结构优化研究》文中进行了进一步梳理为了实现双碳目标,必须加快优化能源体系结构,这为热力系统节能应用带来极大挑战。CO2引射器以其结构简单、操作方便以及两相工况适应性好和具有优良的传热特性的优势,被广泛应用于热力系统。本课题通过研究CO2两相引射器混合过程的多物理机制,探讨不同流动机制间的相互耦合关系,进而建立描述内部流动的引射器全域模型。首先,为了抑制膨胀波的影响,提升引射系数,优化引射器吸收室结构设计。基于特征线法利用有限差分法提出了一种CO2两相引射器混合初始主动流超音速膨胀模型。分析了主动流喷嘴出口膨胀角β与截面比At/Am、实验引射系数μ和膨胀比Pd/Ps之间的关系,并利用最小二乘法拟合了关联式。通过与实验数据相比较,验证了模型的正确性。喷嘴出口面积的减小导致主动流膨胀角增大,主动流膨胀角会随着引射器膨胀比和实验引射系数增大而增大。其次,为了促进主动流和引射流的混合,减小两股流体在混合过程中的摩擦损失。采用两流体模型分析了主动流和引射流在混合扩压室的沿程参数变化关系,研究不同流动机制间的相互耦合关系,获得了引射器的混合特性和性能变化规律。发现在混合扩压室内,随着两股流体逐渐向扩压室出口方向流动,主动流沿程流动温度越来越高、速度越来越慢,引射流沿程流动温度越来越低、速度越来越快。两股流体的温度和速度越来越趋于一致。主动流质量和气相质量分数逐渐增大,引射流质量逐渐减小。最后,为将更多的动能转化为压力能,提升引射器的性能,对引射器混合扩压室结构进行了优化。基于两流体模型构建的CO2两相引射器混合扩压室研究基础上构建了引射器混合扩压室结构优化模型,得到了最佳混合室长度和扩压室扩散角的范围。通过开展上述工作,有助于深入两相引射器内部混合流动规律的认知,指导引射器结构设计和性能优化,拓展CO2两相引射器的实际应用和强化引射制冷系统热力性能。

于耀[2](2021)在《蒸汽喷射器的结构优化及多喷嘴结构的数值模拟》文中提出蒸汽喷射器由于其不含运动部件、工作稳定、结构简单等优点,常在某些系统中取代机械压缩机实现对蒸汽的压缩作用。在MED-TVC海水淡化系统中就可回收末效低压蒸汽,将其升压为高压蒸汽,实现了将低品位能源转化为高品位能源。蒸汽喷射器的引射系数直接影响系统的性能,在抽吸的低压蒸汽压力不变时,临界背压则决定喷射器升压的能力。基于此,本文通过改变各部分结构参数来优化蒸汽喷射器的性能,考虑了使用多喷嘴来增强喷射器内部混合过程。利用Fluent建立了 MED-TVC海水淡化系统用蒸汽喷射器的二维数值模型,并将数值计算结果与已有的实验结果进行对比,验证了所使用数值模型的可靠性。计算了不同背压下的流动情况,确定了第二激波与出口背压的关系。对不同结构参数下的蒸汽喷射器进行数值模拟,通过双临界状态下的引射系数和临界背压,来确定能使性能保持最佳的结构,以实现对蒸汽喷射器的结构优化。主喷嘴直径比最佳值为3.98,此时喷射器内部流动损失最小,直径比偏离最佳值后,混合室渐缩段壁面的回流区变大,流动损失变大,第一激波链导致的机械能损失也更大。主喷嘴向混合室方向移动时,混合室渐缩段的回流区先变小直至消失,流动损失减小,到达最佳位置时△x/dt=30;而主喷嘴继续往混合室方向移动时,二次蒸汽的流通面积减小,第一和第二激波互相干扰,流动损失增大。随着混合室渐缩段长度增大至最佳长度,两股激波互相干扰导致的能量损失减小,一二次蒸汽可以充分混合,此时混合室长度为44倍主喷嘴喉部直径,长度继续增大,壁面回流区面积增大,流体流动的摩擦损失也会增大。随着渐缩角度的减小,壁面回流区域消失,二次蒸汽在混合室内速度增大,一二次蒸汽动量交换的损失减小,到最佳角度时tanθ=0.058,而角度继续减小则由于二次蒸汽流通面积减小,引射系数略有减小。随着等截面喉部直径增大,混合室内二次蒸汽速度增大,一二次蒸汽混合的能量损失减小,混合蒸汽在等截面喉部的摩擦损失也逐渐减小,到最佳直径时dc/dt=13.64。等截面喉部和扩散室的长度对蒸汽喷射器的引射系数基本没有影响,随着长度减小,临界背压略有减小,但减小幅度很小,因此可以考虑减小此两部分的长度来缩小蒸汽喷射器的整体尺寸。建立了三维模型,研究多喷嘴蒸汽喷射器的内部流动特征和性能的变化。随着喷嘴数增加,等截面喉部内的压力升高,每股高速射流能达到的长度减小,能达到的最大速度也变小,一二次蒸汽进行动量交换速度达到均衡的距离变短,引射系数和临界背压逐渐减小。最后改变一二次蒸汽的入口压力,随着一次蒸汽的压力升高,第一激波链变长,第一激波能达到的最大马赫数相差不大,第二激波更加明显,引射系数减小,而临界背压增大;随着二次蒸汽的压力升高,第一激波链变短,第二激波逐渐增强,引射系数由于压差驱动力的增加而变大,临界背压也随之增加。相比单喷嘴蒸汽喷射器,多喷嘴蒸汽喷射器能够进一步减小混合室的长度,进而进一步缩小喷射器的整体尺寸,能够在更高的一次蒸汽压力下工作。

郝新月[3](2021)在《非等压非等面积混合喷射器的理论与实验研究》文中认为喷射器,作为结构简单的升压、回收低压流体、抽真空、回收膨胀功等设备,可应用在工业、农业、食品、生活、国防等多个领域,具有成本低、性能可靠、不含运动部件等优点。喷射器可由低品位热能驱动,如太阳能、余热、废热等,在实现“碳达峰”和“碳中和”的当今,开发新能源及提高能源利用率,成为能源领域的研究热点,有关喷射器的应用及相应研究进入崭新阶段。纵观现有喷射器及其应用的研究成果,限制喷射器应用拓展的主要因素是喷射器性能不高,尤其是在制冷系统中,与其它热驱动式制冷系统相比,喷射式制冷系统性能较低。喷射器作为系统关键部件,其性能优劣直接影响系统工作性能。为提高喷射器性能,本文研究喷射器内部能量转换机理,分析内部流体流动过程及不可逆损失组成,发现混合室不可逆损失严重影响喷射器性能。混合室内包含复杂的流动过程,两股不同流速、流量、温度、密度等参数的流体,在混合室通过加速、漩涡、撞击、壅塞等运动,进行复杂的动量交换和能量传递,存在一系列的不可逆损失。在研究现有物理模型的基础上,本文提出了非等压、非等面积混合模型,通过建立变压力混合过程的物理模型,以混合熵增最小为目标函数,采用变分法计算混合过程轴向压力分布,获得了实现所需压力分布的壁面型线,使得混合过程流场更稳定,降低了混合过程因流体速度梯度、压力梯度及由密度梯度引起化学势差等导致的不可逆损失。两股流体混合过程,速度差是导致不可逆损失重要因素。本文研究了混合室入口压力对喷射器性能的影响,采用渐缩结构的接受室,以提高引射流体混合前的流速,并在此基础上完成工作喷嘴及接受室结构尺寸设计,减小混合过程中两股流体的速度差,从而提高混合效率。提出了喷射器计算新方法,设计并加工接受室渐缩结构、混合室新型壁面设计的喷射器,搭建喷射器性能测试实验台,采用数值模拟和实验测试的方法研究新型喷射器的性能,并与传统等压混合模型喷射器进行对比。经测试,喷射器引射系数提升约16.1%,做功效率提高约10.5%,验证新型喷射器性能的优越及理论模型的正确性。

张心悦[4](2021)在《燃料电池氢循环喷射器性能分析与结构优化》文中进行了进一步梳理氢燃料电池喷射式氢循环系统具有体积小、噪音小、无寄生能耗等优点,引起了广泛的研究兴趣。然而传统固定结构喷射器难以满足燃料电池变功率运行需求,亟需展开深入研究。针对该问题,本文提出了一种根据工作流体压力变化自动调节喷嘴出口位置(NXP),提升喷射器的引射性能,对于燃料电池系统优化具有重要意义。主要工作包括:首先,基于对波纹管和喷射器机理的研究,提出了一种利用波纹管自动调节喷嘴出口位置的喷射器,从而提升变工况下喷射器的工作效率。其次推导得出喷射器背压与二次流压力关系模型。根据一次流压力的变化范围以及背压,可计算得到相应的二次流压力。最后,通过数值模拟,分析了在不同阳极进口压力下,喷射器的引射比随工作流体压力的变化规律,并对不同工况下的喷射器内部速度云图进行了分析和比较。在不同压力条件下,改变喷射器的喷嘴出口位置,建立了最优喷嘴出口位置与喷射器工况之间的关系,并设计了一种可以根据工作流体压力变化自动调节NXP的喷射器。结果表明,在一定范围内,工作流体压力的升高有助于提升对二次流体的抽吸能力。压力为3bar时,在NXP=-15.6mm时,引射比达到峰值2.43。同时,采用数值解析获得了变工况下喷射器最优NXP的判定方法,该研究有助于变工况下喷射器与电堆的匹配设计与优化。

杨雅楠[5](2020)在《喷射器关键结构影响机理及新型喷射器性能分析》文中进行了进一步梳理喷射式制冷系统是制冷技术中一种较为节能的低品位热源驱动制冷系统,然而,喷射式制冷系统都具有低性能系数的缺点,喷射器作为系统的核心部件,它的性能往往是影响系统性能参数的关键因素之一。喷射器内部混合的复杂过程,涉及诸多流体力学问题,如激波问题、湍流问题、壅塞而导致的“恒能力”现象等。清楚认识其内部流场变化对于提高其性能是至关重要的。针对解决喷射器在亚临界区域工作时性能恶化的现象,提出增气补焓式喷射器结构。本文重点从喷射器其内部流场分布和激波特性,来讨论如何提高其性能。针对解决喷射器在亚临界区域工作时性能恶化的现象,提出增气补焓式喷射器,研究其工作特性。本文的主要研究内容和结论如下:以计算流体力学软件FLUENT作为研究平台,经过网格无关化研究,比较了五种常用的湍流模型:RNG k-?、Standard k-?、Realizable k-?、Standard k-ω和SST k-ω湍流模型,建立了喷射器合理的数值计算模型。其中RNG k-?湍流模型的CFD计算结果与实验结果最接近,误差最小。对固定结构的喷射器流场进行模拟,详尽讨论了工作参数对喷射器轴线上压力和马赫数分布和激波特性的影响。结果如下:证明存在一个最优一次流体压力Pp*和临界背压Pc*的存在。其中一次流体压力、二次流体压力和出口背压对喷射器内部的流场分布以及激波的强度和位置有显着影响。当混合流动区域压力低,喷嘴出口附近的激波强度小,可以有效提高引射量和喷射系数。针对喷射器关键尺寸设计,保持喷射器的工作参数相同,详尽讨论不同尺寸的喷射器轴线上压力和马赫数分布特性、激波和膨胀波的变化,研究结构尺寸变化对喷射器性能的影响。结果如下:存在一个最佳喷嘴直径比,喷射系数和临界背压同时达到最大。随着喷嘴直径比的增加,喷嘴出口处压缩激波的强度先增加后减小。不同喷嘴直径比下对应不同的最佳喷嘴距,最佳喷嘴距与喷嘴直径比呈现递减的关系,即喷嘴直径比越大,最佳喷嘴距越小,当喷嘴直径比为最优值时,其对应的相对最优NXP不大也不小,处于中间值。保持喷射器的进出口条件不变,随着混合室直径比的增加,存在一个最佳直径比,使得喷射系数最大;随着混合室直径比的增加,临界背压逐渐减小。基于针对改善喷射器在亚临界工作状态性能恶化的现象,通过分析传统设计的喷射器内部流场分布特性,设计增气补焓式喷射器的结构,采用数值模拟计算方法对新型喷射器的工作特性曲线进行研究。结果如下:与传统喷射器作比较,在扩压室引入高压的补气流体,验证了增气补焓式喷射器并且其能够在保持最大喷射系数不变,可以有效的扩大在双临界模式的工作压力范围(Pb*>Pe*),改善亚临界工作状态下的工作性能;装配有渐缩型补气管的增气补焓式喷射器的临界背压大于渐缩渐扩型补气管的;随着渐缩型补气管的喉部的增大,临界背压逐渐增大;随着补气流体压力的增大,临界压力Pb*逐渐增大。本论文有图52幅,表16个,参考文献104篇。

杨孟柯,王林,黄鲤生[6](2020)在《非共沸混合工质喷射器内部流动特性》文中研究指明为了探究混合工质喷射器内部流体的流动特性及传热传质机理,运用气体动力学函数法建立了混合工质喷射器动力学模型。基于所设计的非共沸混合工质(R32/R245fa)喷射器结构尺寸,建立二维稳态轴对称模型,开展了混合工质喷射器特性的数值模拟研究。分析了混合工质喷射器内部流体的速度场、压力场、温度场及浓度场变化规律。研究结果表明:混合工质喷射器内速度场、压力场、温度场及浓度场具有较好的动力学特性,其喷射因数比纯工质(R245fa)喷射器提高了78.95%,为混合工质喷射器优化设计提供了理论依据。

薛浩渊[7](2020)在《两种新型跨音速喷射器研制及应用研究》文中研究表明喷射器可以同时实现流体升压、引射和混合三方面功能,其以相对简单的机械结构和无运动部件的工作特点,以及低成本易维护、易密封、高可靠、长寿命、工质适应性强等突出优势,是热法低温多效蒸馏(MED-TVC)海水淡化系统和质子交换膜燃料电池(PEMFC)氢循环系统的核心部件。本文在传统喷射器结构与理论基础上,综合应用机理分析、模型仿真和实验验证手段,对喷射器内部流体流动现象、机理以及整体性能进行了深入研究,提出并设计了两类新型跨音速喷射器结构,主要研究内容包括:针对MED-TVC海水淡化系统中抽真空部分抽吸能力不足的问题,设计了两级真空喷射器,列出了详细的结构与尺寸参数,同时还建立了其基于热力学的数学模型。经过实验验证,本文设计的两级真空喷射器在一次流压力约为600kPa的前提下可以达到5.3kPa的真空度,性能远强于传统单级喷射器。使用计算流体力学(CFD)方法,深入分析了两级喷射器内部超音速流体的流场特性,主要包括内部湍流流动、超音速喷嘴出口的射流特性、激波现象、两级喷射器的“最终激波”与壅塞现象等。根据仿真结果得到了两级喷射器工作特征图,并将其与传统的单级喷射器工作特性进行了对比。此外,本文还分析了两级喷射器中间连接段结构对于喷射器整体性能的影响。在两级喷射器的设计中,前后两级结构之间的匹配问题是重中之重,关系到整体喷射器是否可以正常运行,因此本文在两级喷射器设计中首次提出了前后两级喷射器匹配参数:尺寸比(Scaleratio),并通过计算分析,得出两级喷射器最优尺寸比数值,在这一结构基础上再进行喷射器结构的优化,可以确保其发挥最佳性能,此结论和参数可以为今后两级喷射器的设计提供一定的借鉴作用。针对PEMFC燃料电池氢气循环系统,提出了新型多喷管喷射器结构模型,根据喷射器的气体动力学模型以及燃料电池运行参数,计算出了喷射器喷嘴等关键结构的尺寸,给出了喷射器整体设计方法、喷嘴喷管排布方法以及详细的结构参数,经过仿真和实验验证,多喷管喷射器可以在保持供氢压力相对稳定的前提下,大幅扩展喷射器的一次流流量范围和燃料电池电堆输出功率。本文设计的多喷管喷射器主要针对氢气循环单元中,传统喷射器有效工作区间短导致的电池输出功率范围有限的问题,设计的喷射器可以自由切换处于工作状态下的喷管,从而实现动态控制一次流氢气供给量,确保在大流量范围内氢气喷射器可以稳定运行,有效扩展喷射器工作区间,使燃料电池输出功率的范围达到了约20kw到100kW,与传统喷射器相比,性能大幅提升。此外,本文还使用计算流体力学方法,对多喷管喷射器内部高速流体的复杂流场进行了可视化分析,研究了带倾角和偏移的喷管射流产生的湍流现象以及其与引射性能之间的关系;引入了二次流相对湿度的影响,研究发现随着氢气中所含水蒸气比例的增加,喷射器引射性能逐渐加强;研究了多喷管喷射器四种不同工作模式下,其内部流场状态、变化一次流对于性能的影响等问题,并将其与传统结构喷射器进行了对比。

谢超许[8](2019)在《喷射器结构优化设计新方法及激波特性分析》文中研究指明喷射器是一种利用高压流体来卷吸、混合低压流体的升压装置,其具有结构简单、无运动部件、可利用低品位能源等优点,广泛应用于石油化工、航空航天、制冷供暖等领域。当前喷射器轴向尺寸主要由实验数据总结出的经验公式计算,但经验公式往往存在一些问题与不足。而喷射器内超音速流动会导致激波等不可逆过程,对喷射器的性能造成影响。在此基础上,本文提出了新的喷射器结构设计方法,并对激波特性进行分析。本文从气体动力学理论出发,以实际流体为基础并考虑喷射器内部流体混合过程中的摩擦损失,建立改进的一维混合模型并提出了一种基于范诺流的混合室长度计算模型。利用该模型计算了喷射系数、喷射器出口压力、出口温度以及混合室的长径比,并且计算值能较好的契合实验数据,证明了计算模型的可行性,同时对喷射器不同工作参数、结构参数之间的关系进行了分析。以实际流体为基础,考虑扩压室内部混合流体流动的摩擦损失以及截面积的变化,提出了一种扩压室结构计算模型。利用该模型计算了喷射器出口压力、出口温度以及扩压室结构,并且计算值与实验值误差处于合理范围内,验证了计算模型的可靠性,同时对扩压室结构与膨胀比及其他结构参数之间的关系进行了分析。针对喷射器内部流体超音速流动引起的激波现象,根据激波的成因和特性分别建立计算混合室最大长度的数学模型及激波计算的数学模型,探讨了喷射器的工作参数、结构参数、工质对混合室最大长度、长径比及激波特性的影响规律。为不同条件下,喷射器内激波位置、强度的确定及消除、控制提供了一定帮助。为提升喷射器的性能,在单级喷射器之后加装第二级喷射器构成两级喷射器,并建立了两级喷射器的一维混合模型。基于该模型分析了喷射器的工作参数、结构参数、工质对两级喷射器的喷射系数、性能系数的影响规律,为喷射制冷系统获得最佳性能提供了参考。同时指出应根据喷射器工作的具体要求合理选择所使用的工质。

何鸣阳[9](2019)在《喷射器内部流场马赫波特性分析及结构优化》文中指出随着人们对环境和能源问题的日益关注,喷射器由于其可以使用低品位热源进行驱动的优点,在各个领域得到了越来越广泛的应用。在喷射器的内部流场中,马赫波产生在喷嘴出口和扩压室。在不同膨胀比下,喷管出口的马赫波呈现为膨胀波、斜激波和正激波。通过气体动力学理论研究了以水蒸气、氨、R22、R290、R134a和R600a为工质的喷射器喷嘴出口马赫波的特性。结果表明,在喷嘴出口存在斜激波或膨胀波时,在低膨胀比下,绝热指数越高,马赫波强度越高;绝热指数的不同对工作流体经过马赫波的气流转折角有明显影响。同时,膨胀波强度和激波强度也随着喷嘴锥角的增大而减小。因此,为了获得更高的效率,喷嘴结构设计应该有一个最优的参数范围。建立喷射器内部流场激波的数学模型,计算了喷嘴出口激波和膨胀波的波长。喷嘴距是影响喷射器性能的一个重要参数,研究其对喷射器性能的影响,对优化喷射器性能有着重要的意义。本文利用Comsol进行数值模拟,获得固定工况参数下,不同喷嘴距对引射系数的影响的规律和喷嘴出口处激波束的变化规律。模拟研究发现,随着NXP的逐渐增加,喷射器在第一个激波段内的喷射系数首先达到一个极大值,然后减小,并在后面重复出现呈现一定的波动性。由于喷射器工况的不稳定,NXP并不存在一个最佳值,但喷射器NXP应存在一个最佳区间。同时对最佳混合室直径进行数学建模和仿真模拟,得出了混合室结构对激波和喷射器引射性能的影响。认为最佳喷嘴距的确定与混合室的直径和激波长度均有关系。

于帮雨[10](2019)在《可调式喷射器变结构性能分析》文中研究指明蒸汽喷射器是一种增压、真空和混合装置,可以利用高压蒸汽抽吸低压蒸汽,实现流体之间的能量及质量交换。喷射器结构简单,具有制造简单及显着的节能效果等优点,被广泛应用在石油化工、工业制冷、燃料电池、航空航天及海水淡化等领域。喷射器内部流体混合过程很复杂,存在着射流、卷吸、激波及剪切层的作用,工况变化时流场特性变化显着,导致喷射器对工况的适应性较差。因此,对蒸汽喷射器进行结构优化及性能分析具有重要的工程意义。传统的喷射器多为固定式结构,只有在设计工况下才具有最好的工作性能,当工况改变时,其工作效率会降低,因此对可调式喷射器的研究成为近年来蒸汽喷射器的重要研究方向。本文通过利用ANSYS软件,对固定式和可调式喷射器进行数值计算,对内部流场进行观察分析,得到了工作压力、引射压力及背压对喷射性能的影响,并对喷射器进行结构优化分析,研究了喷嘴距、调节锥占喉口面积百分比及混合室收缩角度对喷射性能的影响,得到了最佳喷嘴距及最佳混合室收缩角。本文的主要研究内容和结论如下:1.建立蒸汽喷射器物理模型,进行网格无关性验证,并对实验进行对比验证,分析了出口压力对喷射性能及流场的影响,得到喷射器的三种工作模式:临界模式、亚临界模式及回流。2.固定喷射器结构时,研究了工作蒸汽压力对喷射性能、临界背压及引射压力设计点的影响。发现存在最佳工作压力,使喷射系数最大;工作压力越大,临界背压越大,引射压力设计点越小。3.对喷嘴出口位置进行研究,发现存在一最佳喷嘴距,使喷射系数最大;而随着喷嘴距增加,最佳工作压力变小,临界背压变大。4.对可调式喷射器进行研究,发现调节锥占喉口面积越大,喷射系数越大,最佳工作压力越大,临界背压越小,喷射器能工作的范围越窄。调节锥占喉口面积大小还会影响激波强度及最佳喷嘴距。5.对混合室收缩角进行研究,发现存在最佳混合室收缩角,使喷射系数最大,调节锥占喉口面积百分比会影响喷射系数随收缩角变化的变化率,但不影响最佳混合室收缩角度。

二、Supersonic Flow Structure in the Entrance Part of a Mixing Chamber of 2D Model Ejector(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、Supersonic Flow Structure in the Entrance Part of a Mixing Chamber of 2D Model Ejector(论文提纲范文)

(1)CO2两相引射器超音速膨胀及流动特性与结构优化研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号说明
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 引射器理论研究进展
        1.2.2 引射器内部流动特性及数学描述
        1.2.3 引射器实验研究
        1.2.4 引射器结构优化设计
    1.3 本文研究目的和内容
第二章 气液两相流与特征线法理论基础
    2.1 两相流基本数理模型
        2.1.1 均相流动模型
        2.1.2 分相流动模型
        2.1.3 两流体模型
    2.2 特征线法基础
        2.2.1 有限差分法
    2.3 特征线法的数值计算
        2.3.1 内点的计算
        2.3.2 对称轴线点的计算
        2.3.3 自由压力边界点的计算
    2.4 本章小结
第三章 CO_2两相引射器混合初始主动流超音速膨胀模型
    3.1 喷嘴出口膨胀波
    3.2 超音速膨胀模型的建立
        3.2.1 主动流喷嘴模型
        3.2.2 引射流喷嘴模型
        3.2.3 基于特征线法的预混合初始流场计算
    3.3 模型验证及分析
        3.3.1 模型验证
        3.3.2 模型分析
    3.4 拟合计算模型
        3.4.1 最小二乘法
        3.4.2 主动流膨胀角和喷嘴距NXP计算模型的构建
    3.5 本章小结
第四章 CO_2两相引射器混合扩压室内流动分布研究
    4.1 混合扩压室两流体模型的建立
    4.2 模型验证及分析
        4.2.1 计算模型的验证
        4.2.2 模型分析
    4.3 本章小结
第五章 CO_2两相引射器混合扩压室结构优化
    5.1 混合室长度的优化
    5.2 扩压室角度的优化
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
    6.3 主要创新点
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文和专利情况

(2)蒸汽喷射器的结构优化及多喷嘴结构的数值模拟(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号表
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 理论研究进展
        1.2.2 数值模拟研究进展
        1.2.3 实验研究进展
    1.3 本文研究内容
第2章 数学模型及数值方法
    2.1 几何和数学模型
        2.1.1 基本控制方程
        2.1.2 湍流模型
    2.2 数值方法
        2.2.1 求解器设置及边界条件
        2.2.2 网格划分
        2.2.3 模型验证
    2.3 蒸汽喷射器内部流场分布
    2.4 本章小结
第3章 蒸汽喷射器的结构优化
    3.1 结构参数定义
    3.2 主喷嘴结构优化
        3.2.1 主喷嘴出口直径的优化
        3.2.2 主喷嘴喉部直径的优化
        3.2.3 主喷嘴出口位置的优化
    3.3 混合室结构优化
        3.3.1 混合室渐缩段长度的优化
        3.3.2 混合室渐缩角度的优化
        3.3.3 等截面喉部的直径优化
        3.3.4 等截面喉部的长度优化
    3.4 扩散室的长度优化
    3.5 本章小结
第4章 多喷嘴对蒸汽喷射器性能影响的数值模拟
    4.1 三维模型及网格
        4.1.1 网格划分
        4.1.2 模型验证
    4.2 多喷嘴蒸汽喷射器的数值模拟
    4.3 操作条件对多喷嘴蒸汽喷射器性能的影响
        4.3.1 一次蒸汽压力对多喷嘴蒸汽喷射器性能的影响
        4.3.2 二次蒸汽压力对多喷嘴蒸汽喷射器性能的影响
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 主要创新点
    5.3 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表及录用学术论文
学位论文评阅及答辩情况表

(3)非等压非等面积混合喷射器的理论与实验研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
主要符号表
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 喷射器的性能评价指标、工作极限状态及激波
    1.3 喷射器的研究现状
        1.3.1 物理模型的研究现状
        1.3.1.1 等面积混合模型
        1.3.1.2 等压力混合模型
        1.3.1.3 物理模型的改进及发展
        1.3.2 数值模拟分析的研究现状
        1.3.3 喷射器性能影响因素的研究现状
        1.3.3.1 工作介质对喷射器性能影响的研究
        1.3.3.2 工作参数对喷射器性能影响的研究
        1.3.3.3 结构尺寸对喷射器性能影响的研究
    1.4 喷射器应用现状
        1.4.1 制冷系统中的应用
        1.4.1.1 增压型喷射式制冷系统
        1.4.1.2 膨胀型喷射式制冷系统
        1.4.2 天然气开采及运输
        1.4.3 真空系统中的应用
    1.5 本文的主要研究内容
2 喷射器物理模型及计算分析
    2.1 喷射器的计算方法
    2.2 喷射器物理模型
        2.2.1 新型物理模型
        2.2.2 关键尺寸计算
    2.3 混合室入口压力影响研究
        2.3.1 物理模型
        2.3.2 混合室入口压力计算分析
    2.4 非等压、非等面积混合模型建立及分析
        2.4.1 非等压、非等面积混合模型
        2.4.2 混合完成压力影响分析
        2.4.3 变压力混合模型计算
    2.5 喷射器的几何结构
    2.6 本章小结
3 喷射器数值模拟研究及结果分析
    3.1 CFD技术
        3.1.1 CFD技术简介
        3.1.2 CFD软件结构和求解流程
        3.1.3 ANSYS FLUENT软件介绍
    3.2 建立喷射器计算模型
        3.2.1 建立控制方程
        3.2.2 几何模型建立及网格划分
        3.2.3 边界及求解器设置
        3.2.4 求解方法及控制参数设置
    3.3 渐缩结构接受室对喷射器性能的影响
        3.3.1 渐缩结构接受室对引射系数的影响
        3.3.2 渐缩结构接受室对壁面压力的影响
        3.3.3 渐缩结构接受室对马赫数的影响
    3.4 变压力混合模型对喷射器性能的影响
        3.4.1 变压力混合模型对引射系数的影响
        3.4.2 变压力混合模型对壁面压力的影响
        3.4.3 变压力混合模型对马赫数的影响
    3.5 本章小结
4 喷射器性能测试实验装置
    4.1 工作原理
    4.2 实验设备
    4.3 测量系统
        4.3.1 压力测试
        4.3.2 流量、温度测试
        4.3.3 测试系统不确定度分析及重复性检验
    4.4 实验准备
    4.5 实验操作步骤
    4.6 本章小结
5 喷射器性能实验结果与分析
    5.1 新型喷射器及传统喷射器引射系数测试
    5.2 新型喷射器及传统喷射器壁面压力测试
    5.3 非设计工况下喷射器性能分析
    5.4 本章小结
6 结论和展望
    6.1 主要工作与结论
    6.2 主要创新点
    6.3 研究展望
参考文献
攻读博士期间所取得的科研成果

(4)燃料电池氢循环喷射器性能分析与结构优化(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号说明
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 PEMFC研究现状
        1.2.1 燃料电池发展历史
        1.2.2 燃料电池燃料供应系统
    1.3 喷射器研究主要现状
    1.4 本文研究
第2章 喷射器理论
    2.1 喷射器工作原理
    2.2 喷射器分类
    2.3 喷射器性能评价指标
    2.4 喷射器几何参数
    2.5 本章小结
第3章 面向PEM燃料电池的自调节喷射器设计
    3.1 燃料电池系统简介
    3.2 配有波纹管的自调节喷射器设计
        3.2.1 波纹管机理
        3.2.2 自调节NXP喷射器设计
    3.3 PEM燃料电池喷射器三端口压力之间关系
    3.4 喷射器工况设置
    3.5 模型对比
    3.6 本章小结
第4章 喷射器数值模拟研究
    4.1 CFD机理
        4.1.1 控制方程
        4.1.2 湍流模型
        4.1.3 控制方程的离散和求解
    4.2 喷射器模型
        4.2.1 喷射器网格建立
        4.2.2 网格无关性验证
        4.2.3 模型验证
    4.3 数值仿真设置
    4.4 本章小结
第5章 喷射器性能分析与结构优化
    5.1 喷射器性能与一次流压力之间关系
    5.2 不同NXP下引射比变化
    5.3 最优NXP拟合
    5.4 自调节喷射器与传统喷射器性能对比
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 工作总结
    6.2 课题展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
学位论文评阅及答辩情况表

(5)喷射器关键结构影响机理及新型喷射器性能分析(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 喷射器的研究现状
    1.3 存在问题
    1.4 本文的研究内容
2 喷射器的理论研究和数值模型建立
    2.1 喷射器的热力学过程
    2.2 数值模型的建立
    2.3 模型验证结果比较
    2.4 本章小结
3 工作参数对喷射器内部流场特性影响的研究
    3.1 一次流体压力对喷射器内部流场特性的影响
    3.2 二次流体压力对喷射器内部流场特性的影响
    3.3 出口背压对喷射器内部流场特性的影响
    3.4 本章小结
4 喷射器的结构优化研究
    4.1 喷嘴结构对喷射器性能的影响
    4.2 喷嘴距对喷射器性能的影响
    4.3 混合室结构对喷射器性能的影响
    4.4 本章小结
5 增气补焓式喷射器的工作特性研究
    5.1 增气补焓式喷射制冷系统
    5.2 增气补焓式喷射器的数值模型建立
    5.3 补气管对增气补焓式喷射器的工作特性的影响
    5.4 补气流体压力对增气补焓式喷射器的工作特性的影响
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(6)非共沸混合工质喷射器内部流动特性(论文提纲范文)

0 引言
1 混合工质喷射器尺寸设计计算
2 模拟计算
3 结果分析
4 结论

(7)两种新型跨音速喷射器研制及应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 喷射器技术概述
        1.2.1 喷射器结构与运行机理
        1.2.2 影响喷射器关键特性及结构参数
        1.2.3 喷射器的工作模式与性能参数
    1.3 喷射器理论研究进展
        1.3.1 基于热力学的数学模型
        1.3.2 基于计算流体力学的数值模拟模型
        1.3.3 经验/半经验模型
    1.4 喷射器结构类型研究
    1.5 喷射器的应用背景
        1.5.1 MED-TVC海水淡化系统真空喷射器运行机制与研究现状
        1.5.2 PEMFC系统中氢气循环喷射器运行机制研究现状
        1.5.3 喷射器的研究现状与应用前景分析
    1.6 本文主要研究内容
第二章 喷射器机理分析与模型研究
    2.1 引言
    2.2 超音速喷嘴喷射器热力学模型
        2.2.1 截面p-1处拉瓦尔喷管内流体控制方程
        2.2.2 截面l-y处工作与引射流体控制方程
        2.2.3 截面y-m处混合流体控制方程
        2.2.4 截面m-3处流体最终激波控制方程
        2.2.5 截面3-c混合流体扩压控制方程
        2.2.6 超音速喷射器模型仿真流程
    2.3 亚音速喷嘴喷射器气体动力学模型
        2.3.1 气体动力学函数与参数
        2.3.2 亚音速喷射器流场控制方程
        2.3.3 喷射器关键几何结构参数计算
    2.4 喷射器CFD模型与求解算法
        2.4.1 基于雷诺平均的纳维斯托克斯方程(RANS)
        2.4.2 纳维-斯托克斯方程(RANS)的封闭模式
        2.4.3 湍流模型介绍
        2.4.4 流体近壁面模型介绍
    2.5 本章小结
第三章 MED-TVC系统中两级真空喷射器设计与研究
    3.1 引言
    3.2 MED-TVC海水淡化系统工作原理及真空系统的作用
    3.3 两级喷射器的结构设计
    3.4 两级喷射器理论模型
        3.4.1 前一级喷射器流体控制方程
        3.4.2 后一级喷射器流体控制方程
        3.4.3 两级喷射器理论模型与计算流程图
    3.5 两级喷射器的CFD动态模型
        3.5.1 两级喷射器网格划分
        3.5.2 控制方程的通用形式
        3.5.3 湍流模型与壁面函数选取
        3.5.4 求解器设置与边界条件
        3.5.5 网格无关性验证
    3.6 两级喷射器模型仿真分析
        3.6.1 两级喷射器模型分析
        3.6.2 两级喷射器内部流场特征
        3.6.3 工作摸式分析与理论模型验证
        3.6.4 超音速喷嘴出口射流特征分析
        3.6.5 两级喷射器中的“最终激波”
    3.7 两级喷射器匹配研究
        3.7.1 两级喷射器尺寸比定义
        3.7.2 两级喷射器最佳尺寸比
    3.8 两级喷射器中间连接段的结构对于性能的影响
    3.9 两级喷射器模型实验验证
        3.9.1 实验设置
        3.9.2 实验结果与模型验证
    3.10 本章小结
第四章 PEMFC系统中多喷管喷射器设计及其性能分析
    4.1 引言
    4.2 PEMFC系统中阳极氢气循环系统工作原理
    4.3 多喷管喷射器设计方法
        4.3.1 多喷管喷射器结构设计
        4.3.2 喷射器关键尺寸设计与计算
    4.4 多喷管喷射器的三维计算模型
        4.4.1 三维模型网格划分
        4.4.2 湍流模型选择与壁面函数选取
        4.4.3 求解器设置与边界条件
        4.4.4 三维模型网格无关性分析
    4.5 多喷管喷射器仿真分析
        4.5.1 多喷管喷射器性能分析
        4.5.2 多喷管喷射器内部流场特征
        4.5.3 变化一次流对于性能影响
    4.6 多喷管喷射器喷嘴出口流体现象分析
    4.7 喷嘴偏离轴线对于性能的影响
    4.8 氢气中的水蒸气对于喷射器引射性能的影响
    4.9 多喷管喷射器模型实验验证
        4.9.1 实验设置
        4.9.2 实验结果与模型验证
    4.10 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要研究成果
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文
攻读博士学位期间主要参与科研项目
学位论文评阅及答辩情况表

(8)喷射器结构优化设计新方法及激波特性分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 喷射器设计理论研究进展
    1.3 喷射器结构设计研究进展
    1.4 喷射器内部流场研究进展
    1.5 喷射制冷系统的研究现状
    1.6 本文研究内容
第二章 基于范诺流的混合室长度计算模型
    2.1 混合室长度计算模型的建立
        2.1.1 模型的控制方程
        2.1.2 混合室长度的确定
        2.1.3 算法设计
    2.2 模型验证及应用
        2.2.1 计算模型的验证
        2.2.2 计算模型的分析及应用
    2.3 本章小结
第三章 基于实际流体的扩压室结构计算模型
    3.1 扩压室结构计算模型的建立
        3.1.1 模型的控制方程
        3.1.2 扩压室结构的确定
    3.2 模型验证及分析
        3.2.1 计算模型的验证
        3.2.2 计算模型的分析
    3.3 喷射器的结构设计
        3.3.1 径向尺寸的设计
        3.3.2 轴向尺寸的设计
    3.4 本章小节
第四章 喷射器内部激波特性的分析
    4.1 激波的成因及其影响因素
        4.1.1 混合室最大长度L_(max)数学模型
        4.1.2 激波的数学模型
    4.2 不同因素对混合室最大长度L_(max)的影响
    4.3 不同因素对激波的影响
    4.4 本章小结
第五章 两级喷射器的性能分析
    5.1 两级喷射器模型的建立
        5.1.1 两级喷射器的控制方程
        5.1.2 两级喷射器的性能计算
    5.2 两级喷射器的性能分析
        5.2.1 不同因素对喷射系数的影响
        5.2.2 不同因素对COPR的影响
        5.2.3 不同因素对G的影响
    5.3 本章小结
第六章 结论
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表学术论文和专利目录

(9)喷射器内部流场马赫波特性分析及结构优化(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 喷射式制冷系统的研究现状
        1.2.1 对制冷剂的研究进展
        1.2.2 对喷射式制冷系统的研究进展
    1.3 喷射器理论的研究进展
    1.4 喷射器结构设计的研究进展
    1.5 喷射器内部流场中激波的研究进展
    1.6 本文研究内容
第二章 超音速喷射器喷嘴出口马赫波特性分析
    2.1 喷嘴出口马赫波成因及数学模型
        2.1.1 喷嘴附近马赫波成因
        2.1.2 喷嘴出口附近马赫波的数学模型
        2.1.2.1 膨胀波
        2.1.2.2 斜激波
        2.1.2.3 正激波
    2.2 不同工质对喷嘴出口马赫波的影响
    2.3 基于COMSOL软件喷射器数值模拟
        2.3.1 控制方程的通用表达形式
        2.3.2 湍流模型
        2.3.3 控制方程的离散及网格的划分
        2.3.3.1 控制方程的离散
        2.3.3.2 网格划分
        2.3.4 模拟结果
    2.4 本章小结
第三章 喷嘴出口激波及膨胀波波长推导及特性分析
    3.1 喷射器喷嘴出口激波的数学模型
        3.1.1 Zhu的“临界圆”模型
        3.1.2 激波波长的数学模型
        3.1.3 膨胀波波长的数学模型
    3.2 喷嘴出口激波波长模型的验证
    3.3 激波波长的影响因素
    3.4 本章小节
第四章 喷射器喷嘴距及混合室截面积的结构优化
    4.1 喷射器的结构设计
        4.1.1 径向尺寸的设计
        4.1.2 轴向尺寸的设计
    4.2 基于二维速度场的混合室截面积计算模型
        4.2.1 混合室直径对喷射器的影响
        4.2.2 最佳混合室直径计算
    4.3 喷嘴距对喷射器性能的影响
    4.4 本章小结
第五章 基于Comsol软件建立模型的实验验证
    5.1 喷射器实验平台
        5.1.1 实验平台的喷射器结构参数
        5.1.2 实验装置的准备调试
        5.1.3 喷射器运行工况
    5.2 喷射器工作参数的理论计算
    5.3 喷射器的Comsol计算参数
    5.4 本章小节
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表学术论文目录

(10)可调式喷射器变结构性能分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
        1.1.1 喷射器应用
        1.1.2 喷射器基本原理
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 喷射器设计方法
        1.2.2 喷射器实验与理论研究
        1.2.3 喷射器的数值模拟研究
        1.2.4 可调式喷射器研究
        1.2.5 存在的问题
    1.3 主要研究内容
2 喷射器的数值模拟方法
    2.1 物理模型
    2.2 数学模型
        2.2.1 控制方程
        2.2.2 湍流模型
        2.2.3 蒸汽物性
    2.3 数值求解与模型验证
        2.3.1 边界条件与数值解法
        2.3.2 网格划分及网格无关性验证
        2.3.3 模型验证
    2.4 本章小结
3 固定结构喷射器性能分析
    3.1 工作蒸汽压力对喷射器的影响
        3.1.1 工作蒸汽压力对喷射系数的影响
        3.1.2 工作蒸汽压力对流场的影响
        3.1.3 不同工作压力下出口压力对喷射器性能的影响
        3.1.4 不同工作压力下引射压力对喷射器性能的影响
    3.2 喷嘴距对喷射器性能的影响
        3.2.1 喷嘴距对喷射系数的影响
        3.2.2 不同喷嘴距下工作压力对喷射器性能的影响
        3.2.3 不同喷嘴距下出口压力对喷射器性能的影响
    3.3 本章小结
4 可调式喷射器调节性能分析
    4.1 不同调节锥截面积比下工作压力对喷射器性能的影响
    4.2 不同调节锥截面积比下出口压力对喷射器性能的影响
    4.3 不同喷嘴距对可调式喷射器性能的影响
    4.4 不同膨胀比下喷嘴距对可调式喷射器性能的影响
    4.5 可调式喷射器流场分析
    4.6 混合室收缩角对可调式喷射器性能的影响
        4.6.1 混合室收缩角对喷射系数的影响
        4.6.2 混合室收缩角对流场的影响
    4.7 本章小结
结论
参考文献
致谢

四、Supersonic Flow Structure in the Entrance Part of a Mixing Chamber of 2D Model Ejector(论文参考文献)

  • [1]CO2两相引射器超音速膨胀及流动特性与结构优化研究[D]. 王维波. 广西大学, 2021(12)
  • [2]蒸汽喷射器的结构优化及多喷嘴结构的数值模拟[D]. 于耀. 山东大学, 2021(12)
  • [3]非等压非等面积混合喷射器的理论与实验研究[D]. 郝新月. 浙江大学, 2021(01)
  • [4]燃料电池氢循环喷射器性能分析与结构优化[D]. 张心悦. 山东大学, 2021(12)
  • [5]喷射器关键结构影响机理及新型喷射器性能分析[D]. 杨雅楠. 中国矿业大学, 2020(03)
  • [6]非共沸混合工质喷射器内部流动特性[J]. 杨孟柯,王林,黄鲤生. 河南科技大学学报(自然科学版), 2020(04)
  • [7]两种新型跨音速喷射器研制及应用研究[D]. 薛浩渊. 山东大学, 2020(01)
  • [8]喷射器结构优化设计新方法及激波特性分析[D]. 谢超许. 广西大学, 2019(01)
  • [9]喷射器内部流场马赫波特性分析及结构优化[D]. 何鸣阳. 广西大学, 2019(01)
  • [10]可调式喷射器变结构性能分析[D]. 于帮雨. 大连理工大学, 2019

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二维模型喷射器混合室入口部分的超音速流动结构
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