摘要：为推动喷射器回收膨胀功技术的实车应用,本文开展了-30~50℃宽温区运行工况下车用压缩-引射式CO_(2)热泵系统制冷制热性能及喷射器膨胀功回收特性研究,重点分析了工作喷嘴对固定尺寸喷射器变工况适应性的影响。结果表明:制冷工况下随着环境温度升高,喷射系数递减,而升压比递增;制热工况下随着环境温度降低,喷射系数和升压比均先增大后减小;制冷工况下喷射器回收膨胀功占最大可回收膨胀功的16.7%~37.2%,制热工况下为9.9%~41.3%;以高温制冷工况设计的固定尺寸喷射器难以适应低温制热工况,偏离设计工况时,喷嘴出口过膨胀会造成激波能量损失,而低温制热工况下喷嘴出口因欠膨胀会导致喷射器无引射效果。

摘要：针对低蒸发温度下跨临界CO_(2)制冷系统实验研究较少的现状,设计搭建了带喷射器的跨临界CO_(2)两级压缩制冷实验台,在蒸发温度为-33~-29℃,气冷器出口温度为30~40℃,高压压力为8.20~9.70 MPa的实验工况下研究制冷系统的性能变化,并将实验结果与理论计算结果进行对比。研究结果表明:实验结果与理论热力学计算结果变化趋势一致,喷射器的应用可显著提升跨临界CO_(2)两级压缩制冷系统的性能,其对制冷系统COP的最大提升率可达29.37%;在实验工况下,带喷射器的跨临界CO_(2)两级压缩制冷系统的最优高压压力为8.80 MPa,对应的最优COP为1.63;带喷射器的跨临界CO_(2)两级压缩制冷系统的制冷量和COP随蒸发温度的升高而增大;气冷器出口温度对制冷系统的性能影响显著,随着气冷器出口温度从30℃升至40℃,制冷系统的COP降低61.4%。这些研究成果可为带喷射器的跨临界CO_(2)两级压缩制冷系统的研究提供参考。

摘要：提高直喷式发动机的效率及减小其排放,需要充分了解喷射器瞬态燃料的注入过程。为揭示高压直喷(High Pressure Direct Injection,HPDI)喷射器燃气针阀的动态特性,文章通过多参数同场同时试验,研究针阀运动特性及其影响规律。测试结果表明:气体喷射压力和喷射脉宽是影响针阀运动特性的主要因素;随着喷射压力的增大,燃气针阀的提升速度增快;在相同的注入压力下,随着注入时间的增加,针阀的位移曲线由三角形变为梯形;由于燃料喷射过程中喷射器内部节流位置发生变化,喷射规律曲线与针阀运动曲线呈非线性对应关系。本研究结果可为HPDI喷射器的设计提供标定依据。

摘要：针对质子交换膜燃料电池全功率氢循环对喷射器变流量的需求,提出并设计了不同嵌套方式的四喷嘴喷射器,以实现不同工况下变流量性能。为研究不同嵌套方式喷射器的流场特性及其循环性能,采用计算流体力学方法对喷射器进行建模和分析。结果表明,部分嵌套喷射器的内部流场比全嵌套喷射器的内部流场稳定;当二次流压力和背压不变时,一次流压力从6 bar(1 bar=100 kPa)增加到10 bar,部分嵌套喷射器引射比先上升后下降,在压力为7 bar时存在最大值;而全嵌套喷射器引射比是下降的趋势,通过与实验数据的比较,部分嵌套喷射器具有更优的性能;最后通过多喷嘴PWM逻辑控制,实现了170 kW燃料电池全功率变流量拟线性调控性能,满足燃料电池在变功率运行下的氢循环需求。

摘要：结合湍流射流发展规律,本文提出一个两相喷射器喷嘴距的设计方法:在给定引射流量下,当射流外边界的半径增长至混合段半径时,射流行进的距离为最优喷嘴距。利用数值模拟对比喷嘴距分别为3、5、7.5、10、15 mm时两相CO_(2)喷射器性能。结果表明:喷嘴距为5 mm时射流发展正好符合上述设计条件,此时喷射器升压性能最优,为0.69 MPa,相对15 mm时提升46.8%。对比引射腔内不同截面上的射流速度分布可知:当喷嘴距大于最优值时,引射腔内的射流外边界将超过混合段半径,一部分射流无法进入混合段,引射腔的壁面附近形成涡流区,导致射流动能耗散,升压性能下降;当喷嘴距小于最优值时,引射过程在混合段内完成,混合段有效长度减小,升压性能比最优时下降1.5%。根据射流速度分布特性,结合本文案例拟合了最优喷嘴距的关联式,预测结果与CFD相差4.2%,可用于优化设计时预估最优喷嘴距。

摘要：混合室直径对两相喷射器的性能影响显著。结合湍流射流理论,本文提出两相喷射器混合室直径的射流分析设计方法:当混合射流的流量增至喷射器的目标总流量时,射流外边界的直径即为最优混合室直径。根据该方法优化某型号CO_(2)喷射器的混合室直径,引射比为0.5时的最优直径为2.4 mm。利用数值模拟研究混合室直径对CO_(2)喷射器性能的影响,结果表明:在相同条件下,混合室最优直径为2.2 mm。当混合室直径为2.4 mm时,喷射器压升为0.9 MPa,相比优化前提高了57.9%。结合射流理论,拟合了无量纲最优混合室直径的关联式。当引射比为0.4~0.8时,无量纲最优直径为1.7~2.1。关联式的预测结果与CFD模拟结果相差-6%~10%,可用于工程上预估最优混合室直径。

摘要：在喷射器辅助供热的背景下,为了研究喷射器变工况特性,对国内外有关喷射器的计算方法进行调研,建立了喷射器计算模型并将模型与高背压机组进行耦合,得到喷射器变工况时工作蒸汽、引射蒸汽、喷射器背压、喷射器开度对喷射器性能的影响。结果表明:喷射器工作流体压力从0.25 MPa增至0.45 MPa,工作流体质量流量先变大后变小,在工作蒸汽压力为设计工作蒸汽压力时喷射器性能最佳;引射蒸汽压力提高,临界背压提高;引射后的混合流体的压力不仅会影响喷射器的工作,也会影响凝汽器工作;相比抽背机组,高背压耦合喷射器机组低压缸最小冷却流量最大可降低140 t/h,供电范围提高43 MW。

摘要：为了解决地面喷射引流器的结构参数及工作参数对其工作性能影响规律性认识的问题,以及地面喷射引流工艺效果不显著的问题,以四川某井组为例,利用气动力函数法初步设计了喷射器的结构参数;采用数值模拟方法,以引射系数为性能指标参数,分析了气相喷射器的内部流场;同时对气相喷射器的结构进行了优化,得到了结构尺寸参数和运行工况参数对引射系数的影响规律及喷射器最佳结构尺寸。研究结果表明,在设计工况下喷嘴出口倒角对引射性能的影响较小,角度在3.5°~5.0°均能较好工作,喷嘴距的长度与喷嘴喉部直径比为1.5,混合管截面段与喷嘴喉部最佳直径比为1.64。壅塞状态(临界流)下,增大引射压力能够提升引射系数,降低出口压力并不能提高引射系数;非壅塞状态下,增大工作压力、引射压力和减小出口压力均能提升引射系数。研究结果可为地面喷射引流效果的因素及规律提供新的认识,并为喷射器结构参数优化设计提供重要理论依据。

摘要：基于大量试验发现了喷射器扩压管喉径与喷嘴喉径匹配过程中存在的中间迟钝现象,并对它进行了较深入的研究。结果表明,这一现象的出现时机主要取决于喷嘴喉径、出入口流体的压力及压差;在对大量试验数据按数值方法进行处理后,得出了中间迟钝现象出现时机的简易判据。应用这一研究,可以有效减少喷射器设计的工作量,提高设计效率;可以形象地说明喷射器实际工况偏离设计点时效率下降的原因;还可用于指导喷射器变工况下的使用管理,减小变工况下工作调节的盲目性。

摘要：应用Fluent软件模拟计算了以水蒸气为制冷剂的恒压混合(CPM)和恒定动量变化率(CRMC)喷射器在不同结构和工况下的临界性能。结果表明:在工作流体温度90~120℃,引射流体温度5~15℃的工况下,CRMC喷射器引射率一致高于CPM喷射器,引射率最大可提升31.58%,而临界背压保持相等或略微降低。设计工况下,存在最佳喷嘴出口位置(20 mm)和扩散室出口速度(50 m/s)使CRMC喷射器临界性能最大化。