燃烧技术的研究方法以及喷嘴数值模拟的步骤及其功能的数值计算 1、喷嘴燃烧技术的研究方法 为了研究开发出高效率、低能耗、少污染的燃烧装置和技术，采用的研究方法包括物理模拟(或称模拟试验)、工程应用和计算机数值模拟等。 1)物理模拟也就是通常采用的模型试验研究，一般包括缩型的总体模化、局部模化和分过程模化。其中缩型模化如将大型锅炉的燃烧器和炉膛设计成小型试验件，进行冷态和热态试验，姒此结果推广到大型设备上。如将整台航空燃气轮机置于高空舱里模拟高空状态，录测其性能，则需要庞大、复杂的没备，整个试验耗资巨大。另外，也可采用局部模化，又可分为局部设备的模化，如单个燃烧器模化、单个喷嘴的模化；以及燃烧过程中的子过程模化，如着火过程、冷却结构物性、水流显影和冷吹风的流动特性试验等。物理模拟总是希望以小尺寸、低工作参数(压力、流量、温度等)的模型，最经济地获取有关数据和性能。要使模型和原型中极其复杂的湍流有反应两相流动完全相似，需要维持几个相似准则相等，实际上是难以办到的，只可保留少数假设为重要准则，使实验模型只能定性上与原型相似，甚至产生失真。例如，水流模拟试验主要应满足雷诺相等；喷嘴模化试验应满足喷雾锥角和燃油分布与真实状态相同或相近，另外燃料相同，雾化质量相同等，往往在喷嘴结构上要进行修改，也难于真实模拟。除了上述物理模拟弊端外，加之现代燃烧室(特别是高性能航空燃气轮机上的)加工费和试验费用十分昂贵，多方案的试验模拟耗资尤其巨大。但是人们还在发挥它的作用，仍被采用。 2)工程应用的研究方法燃烧技术的研究更多的是现场的技术改造、设备更新和新产品设计。这种方法简易且经济，但是当改造和设计方案出现失误时，将会花费更多投入，因此必须在一定技术储备或有所借鉴条件下进行，才稳妥可靠。 3)喷嘴数值模拟电子数字计算机的出现，使得科学研究和]：程设计计算中的复杂问题有了求解的可能性。20世纪70年代以来，数值模拟研究方法是现代数字计算机、数值分析学、汁算流体力(CFD)数值传热学(NH)、计算燃烧学(CCD)摄新发展和相互结合的结果。这是二程设计中强有力的工具，它使我们有可能预计流体机械、换热器、各种热动力装置的燃烧器(内燃机、燃气轮机、火箭等)和各种丁业炉等系统中的三维、定常或非定常、单相或多相、湍流、有或没有化学反应的参数的分布及其变化，并预测装置的性能等。 这种方法可用于较大和复杂的系统，也可以很快地得到较准确的结论，且通用性强，因此优于物理模拟。但是模拟试验可以提供原始数据，建立数据库，才可保证数值计算的准确
两种水煤浆加压气化炉设备特点比较 作者/来源：周夏，王吉顺(山东华鲁恒升化工股份有限公司，德州253024) 日期：2009-1-16 在新型煤气化技术中，水煤浆气流床加压气化由于其具有单炉产气能力大、气化炉结构简单、合成气质量好、煤种适应性较广等技术优势，在国内外得到了广泛应用。在水煤浆气流床加压气化技术方面，我国经过技术引进和10多年的消化吸收、技术改造、技术创新，形成了西北化工研究院开发的多元料浆单烧嘴气化专有技术和水煤浆气化及煤化工国家工程中心、华东理工大学等单位开发的四烧嘴对置式水煤浆气化专利技术。 在山东华鲁恒升化工股份有限公司国产化的1000 t／d合成氨大氮肥项目水煤浆气化装置中，由中国华陆工程公司对多元料浆单烧嘴气化专有技术和多烧嘴对置式水煤浆气化专利技术进行了揉合，以煤为原料进行多元料浆（以下简称煤浆）气化，其中建设的气化炉A为四烧嘴侧面对置式气化炉（以下简称气化炉A），气化炉B／C为单烧嘴顶置式气化炉（以下简称气化炉B ／C）。两种气化炉的理论操作压力均为6.5 MPa，日处理煤能力均为750 t。自2004年10月建成投料试车以来，两种气化炉显现出了不同的技术特点。 1 工艺流程与基本结构 两种气化炉共用煤浆制备和灰水处理设备，其局部工艺流程分别见图1及图2。
1.1 气化炉A 水煤浆经两台隔膜泵加压，通过4个对称布置在气化炉中上部同一水平面上的预膜式工艺烧嘴，与O2一起对喷进入气化炉，每台隔膜泵分别为轴线上相对的两个烧嘴供料。气化炉燃烧室内的流场结构由射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区所组成。气化炉激冷室内只有下降管，没有上升管和折流裙板；下降管下端有4个切向排气口；下降管与激冷室内壁之间有4层锯齿形破泡分隔板。工艺气出气化炉后，经文丘里洗涤器、分离器和水洗塔后送变换工段。分离器内有破泡板和导气管；水洗塔工艺气进口无导气管和升气管，上部有固阀塔盘和旋流塔盘。气化炉激冷室下部液、固相出口未设置破渣机。 1.2 气化炉B／C
实心锥喷嘴干涉的数值模拟 摘要：利用欧拉-拉格朗日法，采用实心锥喷射模型，realizable k-ε湍流模型，对单个喷嘴以及平行布置的双喷嘴干涉进行了数值计算。对单个喷嘴进行计算，得到了SMD 和压力以及孔径之间的关系，和实验结果基本吻合。对双喷嘴干涉进行计算，分析了干涉对液滴直径和DPM浓度的影响，得到了液滴直径和DPM浓度沿径向和轴向喷距的变化规律，以及喷雾场的速度分布规律。 关键词：DPM模型；实心锥；液滴直径；速度分布；DPM浓度 0 前言 喷嘴是一种广泛应用于工业领域、交通运输、农业生产以及人民日常生活的关键设备，喷嘴雾化性能的好坏和生产过程的进行以及生产产品的质量有着密不可分的关系。尽管旋流喷嘴的应用如此广泛，但目前人们对其射流特性及其破碎雾化机理的认识尚不清晰。对该类喷嘴的研究多以实验为主，且只是从直观的角度获取喷嘴雾化特性参数，所以本文采用数值计算的方法对喷嘴进行模拟计算。 目前，国内外学者对喷嘴数值模拟的研究主要集中在喷嘴的内流场，且以空心锥为主，本文采用了计算流体动力学（CFD）方法中的欧拉-拉格朗日法（对应的fluent模型为离散相模型（DPM））对喷嘴的外流场进行了数值计算。 1计算模型 1.1几何模型的网格划分 本文将分别对孔径为1.6mm、1.2mm、0.79mm的单个喷嘴和两个喷嘴干涉的外流场进行模拟研究。单个喷嘴外流场的计算域为直径50mm，高80mm的圆柱体，其几何模型如图所示。两个喷嘴干涉的外流场计算域为直径100mm,高80mm的圆柱体。 对单个喷嘴，利用proe软件对其进行建模，将其模型文件导入ICEM进行网格划分。在ICEM中，利用“块”的思想，创建能够反应几何体特征的多重拓扑块，六面体块与几何模型建立映射关系，生成高质量的结构化网格，网格划分如图1所示。 对两个喷嘴干涉的外流场，利用gambit软件对其进行建模并进行网格划分，因为喷嘴和其外流场的尺寸相差太大，所以要采用不同的尺寸分别对其进行网格划分，喷嘴和其出口计算域均采用六面体非结构化网格copper方式划分，网格划分如图2所示。
喷头的选型与布置 喷头的选型 选择喷头时，除需考虑其本身的性能，如喷头的工作压力、流量、射程、组合喷灌强度、喷洒扇形角度可否调节之外，还必须同时考虑诸如土壤的允许喷灌强度、地块大小形状、草坪品种、水源条件、用户要求等因素。另外，同一工程或一个工程的同一轮灌组中，最好选用一种型号或性能相似的喷头，以便于灌溉均匀度的控制和整个系统的运行管理。在已建项目中，有的为片面追求水景效果，安装了各种性能截然不同的喷头，致使灌溉均匀度无法保证。选择喷头时需特别注意的是，灌溉系统不是喷泉，其目的是为了弥补植物需水时空上的不足，而不是创作人工水景。因此，只能在首先满足草坪需水的前提下，尽量照顾到景观效果。 目前，草坪喷灌系统一般均采用埋藏升降式草坪喷头。 此类喷头品种繁多，以美国雨鸟公司（RAIN BIRD）的产品为例，按射程分，有0.9～6.1米的小射程喷头，6.4～15.3米的中等射程喷头，11.6～25.0米的大射程喷头；按驱动机构分，有球驱动、齿轮驱动和摇臂喷头；按调节方式分，有无工具调节和有工具调节喷头，等等。这些喷头均可在加压喷水时自动弹出地面，而灌水停止时又缩入地面，不会影响园林景观和草坪上的机械作业。 1.1 小射程喷头一般为非旋转散射式喷头，如雨鸟1800系列、UNI-Spray系列。这些喷头的弹出高度有50mm、75mm、100mm、150mm和300mm，可选配喷洒形式繁多或可调角度的喷嘴，喷灌强度较大。不但适用于小块草坪，也可用于灌木、绿篱的灌水和洗尘。这类喷头的喷嘴大多为“匹配灌溉强度喷嘴”，即无论全圆喷洒，还是半圆或90度及其他角度，其灌溉强度基本相同。这种特性对保证系统的喷洒均匀度极为有利。 1.2 中等射程喷头多为旋转喷头，如雨鸟T-Bird系列齿轮驱动无工具调节喷头、R-50球驱动无工具调节喷头、Maxi-Paw摇臂式无工具调节喷头、5004齿轮驱动有工具顶部调节喷头。这些喷头适用于中型面积绿地的灌溉。其中T-Bird、R-50和5004喷头均配有雨鸟公司性能独特的雨帘（Rain Curtain）喷嘴，使喷洒均匀度大为提高；Maxi-Paw喷头尤其适合水源水质较差的条件。 1.3 大射程喷头，如雨鸟Falcon和Talon系列均为旋转式齿轮驱动顶部有工具调节喷头。其特点是材料强度高，抗冲击性能好。除用于大面积草坪灌溉外，特别适合于运动场草坪灌溉系统。由于高尔夫球场草坪与一般公共草坪相比具有本身的特殊性，因此，高尔夫球场草坪喷头独成体系，如雨鸟Eagle系列和Impact-D系列喷头，即专为高尔夫球场草坪喷灌而设计。 在各种射程的喷头中，均可选择“止溢型”喷头。带止溢功能的喷头一般安装在地形起伏较大的草坪喷灌系统中的地形较低的部位，可有效防止当灌水停止时管道中的水从低位喷头溢出，影响喷头周围草坪的正常生长。 土壤的允许喷灌强度是影响喷头选型的主要因素之一。喷灌强度是指单位时间内喷洒在地面上的水深。我们一般考虑的是组合喷灌强度，因为灌溉系统基本上都是由多个喷头组合
１３０ 机械设计与制造 Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ 第８期 ２００９年８月 文章编号：１００１—３９９７（２００９）０７－０１３０－０３ 两股互击式喷嘴雾化数值模拟研究 魏锦洲王占学 （西北工业大学动力与能源学院，西安７１００７２） ＮｕｎｅｒｉｃａＩｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｓｐｒａｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＩｉｋｅ－ｄｏｕｂｌｅｔ ｉｎｊｅｃｔｏｒ ＷＥＩＪｉｎ—ｚｈｏｕ，ＷＡＮＧＺｈａｎ－ｘｕｅ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＰｏｗｅｒａｎｄＥｎｅｒｇｙ。ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖ，Ｘｉ’ａｎ ７１００７２，Ｃｈｉｎａ） ａ眦，ｏ‘，ｏ?，ｏ?ｌｏ‘’ｏ‘ｌ㈣’删ｌ—ｏＩｌ－ｏ‘，饨，删ｌ…ｌ删，饨，ｏｌｌ州ｌ删，饨，心‘ｌ删，锥，ｏ。‘口ｌ【摘要】数值研究了两股互击式喷嘴的雾化性能，模拟中以水为介质，气相使用湍流模型，采用粒５ ；子轨道法计算颗粒的软迹，时间上采用时间推进法求解。引入粒子碰撞和破碎模型，分析了撞击后沿轴向ｌ ；流场下游的液雾粒径分布情况，结果表明，喷射撞击压力越大，雾化效果越好，在一定的喷射压力下，雾化ｉ ｌ撞击角度存在最佳值，同时一定范围内喷射喷嘴的长径比对雾化性能的影响很小。 ６ 《 关键词：雾化；互击式喷嘴；数值模拟ｉ ； 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ａ ｌｉｋｅ－ｄｏｕｂｌｅｔ ｉｎｊｅｃｔｏｒ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｗｉｔｈｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｅｔｈｏｄａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｔｅｓ，ｗａｔｅｒ； ｛ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｔｅｓｔｅｄｓｐｒａｙｃｈａｒａｃｔｅｒｅｓｔｉｃｓ．ｔｈｅｇａｓｆｌｏｗｆｉｅｌｄ Ｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｕｓｉｎｇｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ ｍｏｄｅｌ，ｓｔｏｃｈａｓ一｛ ｌｔｔ‘ｃ ｐａｒｔｉｃｌｅａｎｄ ｔｉｍｅ ａｄｖａｎｃｅ ｍｅｔｈｏｄ ｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄｌｉｑｕｉｄｓｐｒａｙ．ｔｈｅｒｅｓｕｌｅｓｈｏｗ：ｔｈｅｈｉｇｈｅｒ ｌｌ ｊｅｔｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｅｂｅｔｔｅｒａｔｏｍｉｚａｔｅｑｕａｌｉｔｙ．ｂｕｔａｔ ｃｏｎｓｔａｎｔｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｓｐｒａｙ础ｈａｖｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ．１ ｛ｍｅａｎｗｈｉｌｅｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｎｏｚｚｌｅｈａｖｅｓｍａｌｌｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｏ ｓｐｒａｙ ｑｕｄｉｔｙ． ４ ｌ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ；Ｌｉｋｅ－ｄｏｕｂｌｅｔ ｉｎｊｅｃｔｏｒ；Ｎｕｎｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｛ Ｄ●幢，ｏ々‘ａ）－０－ｇａ）－ｏ●ｇ，幢，…】恻一■幔■ｍｌ’…＿删１删】…】’幔ａ）－０４ｚａ）ｃ－ｇＭ，’ｏＩａ）－ｃＨｇ，‘哺，删ｌ傩】ｍ。●ｕ 中图分类号：ＴＨｌ６文献标识码：Ａ １引言 燃料的雾化质量对燃烧过程的好坏起着非常重要的作用，在撞击喷射雾化中，两股高速射流以一定的角度喷出，发生撞击撕裂成大大小小的液滴然后再在流场中进一步雾化，它主要是利用射流的撞击动能实现液束的破碎，具有响应快、能迅速混合和燃烧等优点【ｌｌ，在发动机上有着广泛的应用。国内外在这方面也开展 了相关工作：赖巍等对漩涡发生器对燃油喷嘴的雾化性能的影响进行了数值模拟，张淑荣用Ｗａｖｅ喷雾模型数值研究了空气雾化燃油喷嘴的喷雾，钱丽娟等对湍动雾化射流液雾粒径分布的数值模拟进行了研究。 关于互击式撞击雾化，前人多是从试验的角度来研究，结合前人关于互击式雾化的试验和数值研究成果，气相采用湍流模 ★采稿日期：２００８－１０—２２ ．．●●。‘．．．●●。．¨．●●，¨．．?●。．¨．?●‘．¨－●●．．¨．．●．．¨．●●‘‘¨．?●‘，¨．?●?．¨．?●，．¨．?●。．¨．?●‘．¨．?●。．¨．?●?．．．．●●●．．．．●●●－．．．●●●‘¨?●●●?．．??●‘?．．??●。?．．?●●‘?¨?●●??¨??●?－¨?●●。。¨?●●‘‘¨??●‘，．．??●‘，．．??●。，．．??●。?¨?●●。●ｎ?●●●’…，ｏｔ＊ｏ??●。????●●‘，???●●‘…?●●?Ｈ? 在该模型的基础上，利用ＮＳＧＡ—ＩＩ算法对其进行优化。利用５结论 式３作为适应函数，设定种群大小为ｌｏｏ，交叉率为０．８，变异率针对板料拉深成形过程，建立了一种集数值模拟，人工神经 为０．１。经过１００代遗传，得到一组近似Ｐａｒｅｔｏ ，选择其中的一 网络和多目标遗传算法于一体的优化设计模型。利用数值模拟结 组解：压边力１２６．５１ＫＮ，凹模圆角ｌ｜．５ｒａｍ，冲压速度５５２８ｍｍ／ｓ，果训练神经网络，然后利用多目标遗传算法ＮＳＧＡ－ＩＩＸｒ㈣ 摩擦系数０．０９３，Ｌ。－５．７ＫＮ，珞＿７．９ＫＮ，利用该组解进行数值模拟，其结果，如图３所示。 图３优化结果 可以看出，此时零件Ａ处的破裂没有发生，Ｂ处的起皱也很少，考虑到法兰部分最终要裁掉，因此，可以认为此时零件的成形质量是满意的。 了优化。通过对某油底壳下盖实例进行优化，得到一组Ｐａｒｅｔｏ解，选择其中一组参数进行数值模拟，结果显示零件具有较好的成形性，这说明该模型在板料拉深成形工艺参数优化问题上的有效性。 参考文献 １李玉强，崔振山，张冬娟等．板料成形优化技术进展与质量工程研究［Ｊ］．塑性工程学报，２００５，１２（２）：１１—１６ ２崔令江，杨玉英，朱玉萍等．利用神经网络构建方盒件成形数值模拟模型［Ｊ］．塑性工程学报，２００５，１２（１）：１，－４ ３Ｓ Ｐ Ｋｅｅｌｅｒ．Ｗ ＣＢｒａｚｉｅｒｌＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎＬａｂｏｒａｔｏｒｙＭａｔｅｒｉａｌＣｈａｒａｅ－ ｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄＰ麟Ｂｓｈ叩Ｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙ．Ｉｎ Ｐｒｏｃ ｏｆＭｉｅｒ０２ａｌｌｏｙｉｎｇ７５．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９７７ ４陈晓平，胡树根．神经网络与正交试验法结合优化注射工艺参数［Ｊ］．模具 工业，２００７。３３（７）：１－５ 万方数据
主流煤气化技术及市场情况系列展示（之一） 多喷嘴对置式水煤浆气化技术 技术拥有单位：兖矿集团有限公司、华东理工大学 编者按：煤气化装置是煤化工的龙头，选择适合的煤气化技术直接关系到整个煤化工装置的安全稳定运行和经济效益，煤气化技术的选择是煤化工装置和煤化工企业的关键点之一。 为了帮助煤化工企业合理地选择气化技术，从本期起，本刊将陆续介绍目前国内主要煤气化技术，从技术特点、主要技术参数、煤种适应性、研发过程、市场开发、典型运用案例、最新动态等方面，全面地展示各种煤气化技术的特点。 此次气化技术展示的所有材料，由相关企业提供，均不代表本刊倾向和观点。 山东兖矿国拓科技工程有限公司是由兖矿集团控股，会同国内著名科研机构、院校、勘察设计单位和企业组建的化工技术研发、推广和技术服务的高科技企业，依靠兖矿集团良好的企业形象、强大的技术研发和技术服务能力，主要从事化工技术开发、技术服务、技术转让、化工工程勘察、设计、施工等业务。公司立足兖矿自身化工技术的研发与工业化装置，依托华东理工大学、水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心、中国天辰工程公司等科研和设计机构，团队具有一流理论水平和实践经验，是典型的产、学、研结合运作模式。 山东兖矿国拓科技工程有限公司与华东理工大学一起向业界推广多喷嘴气 化技术，并提供技术理论和工程技术服务支持，公司自2010年7月成立以来，已签订多喷嘴气化技术转让合同15家，与国内外煤化工企业达成合作意向10 余项，另与国外多家科研机构和化工企业达成合作意向。 具有完全自主知识产权的多喷嘴对置式煤气化技术由华东理工大学和兖矿 集团共同研发，八五期间华东理工大学建立了多喷嘴气化技术数学模型，进行了实验室小试，九五期间兖矿集团承担了多喷嘴气化技术中试，并在兖矿国泰化工有限公司建设多喷嘴气化技术示范工程，2005年第一台千吨级多喷嘴对置式煤
螺旋喷嘴结构性能及螺旋喷头选型应用 一、螺旋喷嘴结构及工作原理 喷嘴有内、外螺纹型。通常1/4英寸－2英寸的喷头可分别用黄铜、不锈钢、塑料材料制造的。如需应用于特殊领域，擎工喷嘴https://www.doczj.com/doc/843116606.html,也可提供其它材料制造。 液体（或料浆）通过与连续变小的螺旋面相切和碰撞后，变成微小的液珠（粒子）喷出而形成雾状喷射。 擎工陶瓷螺旋喷嘴实心螺旋喷嘴喷雾效果空心螺旋喷嘴喷雾效果 二、螺旋喷嘴特点 螺旋喷头腔体内从进口至出口的流线型设计使得阻力系数降至最低。耐磨性、耐腐性、成雾性、防堵性超过普通喷嘴。螺旋喷头永久不堵塞，不锈钢材料耐腐蚀。 三、螺旋喷嘴行业应用 上海擎工生产的螺旋喷嘴通常被化工、环保、电力、纺织等众多工业领域所采用，特别是工业锅炉脱硫脱硝除尘工艺中螺旋喷头应用更为广泛。 1.废气洗涤：螺旋喷嘴应用于工业喷嘴的除尘洗涤中； 2.气体冷却：化工气体的喷雾降温； 3.洗涤与漂淋过程：造纸、纺织行业中的洗涤、漂淋； 4.防火灭火：螺旋喷嘴也应用于消防灭火防火中； 5.使用于烟气脱硫系统：如脱硫螺旋喷嘴、脱销螺旋喷嘴在工业废气的脱硫脱硝工艺中的应用； 6.使用于除尘降尘系统：螺旋喷嘴的降尘除尘功能在各种粉尘场合非常实用。 四、上海擎工螺旋喷嘴型号及产品说明 1.型号：SJ-SS不锈钢螺旋喷嘴，SJ-SIS陶瓷螺旋喷嘴，SJ-PTFE特氟龙螺旋喷嘴，SJ-PP 塑料螺旋喷嘴，SJ-SS法兰螺旋喷嘴，SJ-BRASS法兰螺旋喷嘴，SJ-180螺口螺旋喷嘴。 2.产品说明：喷射角度：60o-180o；? 喷雾形状：实心（空心）锥形喷雾、喷射区域成圆形（环形）；? 液滴大小：液滴大小为中到大，压力和流量适用范围广；? 材质：黄铜（BRASS）、不锈钢（SS）、塑料（PP/PVC/ PTFE）等。 3.型号说明：1/4》接口尺寸；SJ》喷嘴型号；SS材质代码；60》喷射角度；20》力量大小。
多类水煤浆气化炉的基本概况比较 一、Texaco水煤浆气化 1945年美国德士古公司在洛杉矶蒙特贝洛建成第一套中试装置，20世纪70年代开发并推出具有代表性的第二代加压水煤浆气化技术，80年代投入工业化生产。 该水煤浆气化炉采用单喷嘴下喷式的进料方式，壁炉为耐火砖，采用水激冷流程净化除尘，在发电项目中采用废锅流程回收热量。单炉目前最大日投煤量可达2000t操作压力有4Mpa、6.5Mpa和8.4Mpa，操作温度为1350左右，有效气体成分（CO+H2）含量为82%左右，它的主要优点流程简单、煤种适应性广、压力较高、气化强度高、有利于环保、技术成熟、投资较低（但专利转让费用高15.9元/kNm3）。我国最早引进该技术的是山东鲁南化肥厂，于1993年投产，现在为多家企业所使用。不足之处是该技术对煤质有较严格的限制（灰熔点<1250℃）、气化效率和碳转化率相对较低、比氧耗高、总能耗略高、耐火砖寿命短不足两年、喷嘴运行一般为50天左右，不足三个月要维护或更换，黑水管线易堵塞、结垢、磨蚀，激冷环、激冷室易出问题等。 为了提高经济性，得到较高的气化效率及较好的合成气组分，要求水煤浆浓度（58%—65%）且稳定性和流动性（黏度<1200mpa.s）较好。
1、典型的工艺技术数据： （1）气化压力： 2.7—6.5Mpa （2）气化温度：1300—1500℃ （3）煤浆浓度：60%以上，粒度分布70%以上大于200目 (4) 原料煤消耗：610（kg/kNm3有效气） (5) 氧耗：400（Nm3/kNm3有效气） (6) 碳转化率：95%—99% (7) 冷煤气效率：72% (8) 煤气组分：有效成分（CO+H2）78%—82% 2、煤炭质量要求： （1）发热量：大于25MJ/kg （2）灰分：小于15%，最好小于12% （3）挥发分：大于25% （4）水分：内水≤8% （5）灰熔点：1300℃以下，最好小于1250℃ （6）可磨性要好 二、多喷嘴对置式水煤浆气化 多喷嘴对置式水煤浆气化技术是华东理工大学研究开发，是对Texaco气化炉技术的改进，通过四个对称布置在气化炉中上部同一水平的工艺喷嘴将煤浆与氧气混合喷入炉内，使颗粒产生湍流弥散、震荡运动、对流加热、辐射加热、煤浆蒸发、颗粒中
山东华鲁恒升化工股份有限公司 四喷嘴对置水煤浆气化炉运行阶段小结山东华鲁恒升化工股份有限公司大氮肥国产化工程建设了一台四喷嘴对置式水煤浆气化炉(6.5MPa，日处理煤750吨)。2004年12月该气化装置投入试运转。在试运转过程中暴露了一些问题，经过整改、优化，该气化炉于2005年6月重新投入运转，首先进行了80小时运行考核，在整个考核过程中，气化炉运转平稳，无任何异常情况，各项工艺指标理想。运行80小时后计划停车，进炉检查，发现炉内状态良好，各部分耐火砖情况无任何异常情况，工艺烧嘴完好，无任何烧损现象。 80小时运行考核未发现任何异常现象后，该气化炉正式投入工业长周期运行，到目前为止，已经累计运行400小时以上，目前该气化炉仍在运行中。 该气化炉的各项工艺指标理想，与该厂同规模、同时运行的其他气化炉相比，在工艺指标上具有优势，具体如下： 一、第一次运行(80小时)的工艺指标统计值： 多喷嘴对置式气化炉(A炉)比煤耗~575kg煤/kNm3有效气，单喷嘴气化炉(C炉)比煤耗~633kg煤/kNm3有效气，A炉降低9.16%；考虑到C 炉碳洗塔出口温度平均比A炉高~1.8℃，实际A炉的应更低。 A炉比氧耗388Nm3O2/kNm3有效气，C炉比氧耗388Nm3O2/kNm3有效气。
A炉合成气中有效气CO+H2组成为~82.16%，与C炉差不多，A炉略好。但A炉中的H2含量普遍高于C炉(高0.44~0.88个百分点，最大高1.95个百分点)，这说明A炉H2O分解率高，与比煤耗低相吻合。 A炉灰渣中残碳含量为~4.76%，表明碳转化率应大于98%。 二、长周期运行（到目前为止）的工艺指标统计值： A炉操作负荷~30.5m3/h。 A炉比煤耗~581.34kg煤/kNm3(CO+H2)，C炉比煤耗~630.80kg煤/kNm3(CO+H2)，降低8.5%，考虑到C炉碳洗塔出口温度平均比A炉高~4.04℃，A炉的比煤耗实际上应更低。 A炉合成气中有效气CO+H2组成为~83.51%，C炉~83.05%。 A炉中的H2含量呈现普遍高于C炉的趋势，平均约高1个百分点左右。 A炉比氧耗397Nm3O2/kNm3有效气，C炉比氧耗394Nm3O2/kNm3有效气。 灰渣中残碳含量为~2.21%，表明碳转化率应大于98%。
第4期(总第143期)煤化工N o．4(T ot al N o．143) 2009年8月C oal C hem i cal I ndus t ry A ug．20(0 新型多喷嘴对置式气化炉激冷室的改造 杨其成许敬刚王丽君胡大华 (山东兖矿国泰化工有限公司，滕州277527) 摘要介绍了新型多喷嘴对置式气化炉激冷室工艺流程以及在工艺、设备内部结构上的优点．同时结合国泰公司四喷嘴气化炉激冷室运行情况，总结了静态破渣器、鼓泡床、托砖盘法兰及冲洗水、合成气出口挡板等内部件改造及应用情况，经过改造后，提高了气化炉激冷室运行周期，达到了集渣畅通、破泡条运行周期长、锅底温度可控等良好效果。 关键词多喷嘴对置式气化炉激冷室改造 文章编号：1005—9598(2009)一04—0048—03中图分类号：T Q54文献标识码：B 1多喷嘴对置式气化炉激冷室工艺流程 兖矿国泰化工有限公司采用的多喷嘴对置式气化炉(简称“四喷嘴气化炉”)是具有自主知识产权的先进水煤浆加压气化技术炉型，也是煤气化装置中的核心设备，分为燃烧室和洗涤冷却室(俗称“激冷室”)，采用激冷流程的工艺流程如下： 洗涤水进入分布环．经一排孔与环缝喷出。环缝洗涤水沿管壁流下，以保护洗涤冷却管不致超温；一排孑L轴线与洗涤冷却管中心线呈45度相交，水股与来自气化室下渣口的粗煤气进行混合．以强化热质传递。 相继．煤气经洗涤冷却管下端扩口进入鼓泡床，床中设有气泡横向分隔单元，进一步实现煤气的洗涤、降温、增湿的目的。绝大部分灰渣转移到水相，沉降。煤气经洗涤冷却室上部挡板，分离其中的雾沫与携带水分后．再经出口进入下游工序。 进入洗涤水中的灰渣其粒度各异，凡粒径小于150r am者．穿过静态破渣器栅格空间进入其下部，其绝大部分或沉降或为锁斗循环水带至锁斗，小部分(含固量约为1％)随黑水经出口进入蒸发热水塔。凡粒径大于150r am的灰渣将借助重力和水的湍动，沿静 收稿日期：2009—05—21 作者简介：杨其成(1972一)，男，2008年毕业于山东理工大学机械没计制造及其自动化专业，助理工程师，现从事多喷嘴气化炉设备管理和检修等工作。 态破渣器格栅斜面(与水面呈500交角)向下滚动，在滚动过程中，由于水的湍动和静态破渣器的菱角将会被破碎，不被破碎者将堆积于静态破渣锥的底部，为格栅拦截，检修时将其清除。一般而言，这种大块渣(含耐火砖)不会很多。 在洗涤冷却管与静态破渣器之间的渣水因受气泡的扰动，而湍动得相当剧烈。借助渣水的流动可以达到如下两个目的：其一，松散堆积在静态破渣器格栅上的细渣集团，使其下沉；其二，使大渣不断扰动，在与菱锥碰撞中破碎。 2多喷嘴对置式气化炉激冷室工艺优点及结构特点 2．1工艺优点 与德士古气化炉型相比较。多喷嘴对置式气化炉的复合床洗涤冷却室采用了喷淋床与鼓泡床的复合床型．在工艺方面的优点是： (1)洗涤冷却水的喷淋流动既保护洗涤冷却管免受高温合成气的热辐射，又增加了热质传递的有效界面积。 (2)出洗涤冷却管的粗合成气进入液相主体，鼓泡上升，通过设置的多层分隔板，实现了气泡的破碎，增加了热质传递面积，有利于解决合成气的带水带灰问题，增加了操作的稳定性。 2．2在设备内部结构上的特点 (1)采用独特的破泡条代替上升管．洗涤冷却室共设有4层破泡条，每层由若干根截面呈三角型锯齿
多喷嘴对置式水煤浆气化技术及其优越性 刘永操 （中国矿业大学化工学院江苏徐州 221116） 摘要：介绍了我国自主研发、拥有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆气化技术的开发及工业化应用，多喷嘴对置式气化炉流场结构及多喷嘴进料的特点，技术特点及工艺指标，对比单喷嘴气化炉，阐述多喷嘴对置式水煤浆气化技术的优势，并指出多喷嘴存在的问题和发展方向。 关键词：多喷嘴对置式水煤浆气化技术流场结构工艺特点技术优势 1.简介 气流床气化技术因煤种适应范围比较广，气化温度、压力高，易于大型化，成为煤气化技术的发展方向。目前国际上应用较多的气流床气化技术主要有，以水煤浆为原料的多喷嘴对置式水煤浆气化技术、GE(Texaco) 气化技术和Global E-Gas 气化技术，以干煤粉为原料的Shell 气化技术、Prenflo 气化技术和GSP 气化技术。其中多喷嘴对置式水煤浆气化技术是我国自主创新、自主知识产权的煤气化技术，该技术的成功开发和产业化，为我国大规模开展的煤化工事业提供了关键的气化技术，同时标志着我国在水煤浆气流床气化技术方面达到国际领先水平。 2. 多喷嘴对置式水煤浆气化技术的开发及工业化应用 2.1技术开发 多喷嘴对置式新型水煤浆气化技术是由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂( 水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心)、中国天辰化学工程公司共同承担的“九五”国家重点科技攻关项目，并已申请了国家专利。多喷嘴对置式水煤浆气化技术在兖矿鲁南化肥厂进行了中试研究。该技术于2000年1月通过了专家鉴定，专家对新型水煤浆气化炉技术给予了高度的评价。认为所开发的新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉技术性能优于德士古气化炉，已经达到国际领先水平，并可望在以下方面发挥作用：推进化肥领域的技术进步；促进动力燃料及大宗化学品原料路线由油基向煤基的转换；促进煤清洁利用产业的发展。以多喷嘴对置式水煤浆气化工艺为核心技术, 由国家发改委重大技术装备研究项目资金支持建设的山东华鲁恒升300kt/a合成氨装置于2005年6月建成投产,目前运行平稳。该建设项目获得了2006年中国石油和化学工业协会科技进步特等奖。 2.2工业化应用 已经投入运行的生产装置有；兖矿国泰化工有限公司甲醇、醋酸装置 2 台Φ3 4 00 mm 日处理原煤 1 150 t的气化炉；山东华鲁恒升化工股份有限公司 3 00 k t / a合成氨装置 1 台Φ2 800 mm日处理原煤 750 t的气化炉。正在建设的装置有；兖矿国泰化工公司甲醇装置 1 台Φ3 4 00 mm 日处理原煤 1 150 t 的气化炉；兖矿鲁南化肥厂合成氨装置 1 台 3 400 mm 日处理原煤Φ1 150 t 的气化炉；江苏灵谷化工有限公司合成氨装置 2 台Φ3 880 mm 日处理原煤 1 800 t的气化炉；江苏索普集团化工有限公司醋酸装置 3 台Φ3 400 mm日处理原煤 1 500 t的气化炉；山东滕州凤凰化肥有限公司合成氨装置 2 台Φ3 40 0 mm 日处理原煤 1 500 t的气化炉。 3. 多喷嘴对置式气化炉流场结构 四喷嘴气化通过烧嘴的物料(水煤浆及氧气)在同一水平面上向中间对喷，物料撞击后形成由射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区组成的
华东理工大学科技成果——多喷嘴对置式水煤浆气 化技术 项目简介 煤炭气化，即在一定温度、压力下利用气化剂与煤炭反应生成洁净合成气（CO、H2的混合物），是实现煤炭洁净利用的关键，可为煤基化学品（合成氨、甲醇、烯烃等）、整体煤气化联合循环发电（IGCC）、煤基多联产、直接还原炼铁等系统提供龙头技术，为现代能源化工、冶金等行业的技术改造和节能降耗提供技术支撑。 多喷嘴对置式水煤浆气化技术是世界上最先进的气流床气化技术之一。水煤浆经四个对置的喷嘴雾化后进入气化炉内，与氧气反应生成含CO、H2和CO2的合成气，从气化炉出来的粗合成气经新型洗涤冷却室、混合器、旋风分离器和水洗塔等设备的洗涤和冷却后进入后序工段；气体洗涤设备内的黑水则经高温热水塔进行热量回收和除渣后成为灰水再返回气体洗涤设备内，全气化系统基本实现零排放。 该技术工艺指标先进，与同类技术相比，合成气有效成分高2-3个百分点、碳转化率高2-3个百分点、比氧耗降低7.9%、比煤耗降低2.2%等，生产强度大，又减少了专利实施许可费。 所属领域化工、能源 项目成熟度产业化 应用前景 多喷嘴对置式水煤浆气化技术的产业化成功，打破了国外技术在气化领域的垄断地位，标志着我国自主的大型煤气化技术已处于国际
领先地位。目前有33台多喷嘴对置式水煤浆气化装置处于工业运行、建设和设计中，同时该技术已走出国门，为美国一家石化公司提供气化技术。 知识产权及项目获奖情况 与多喷嘴对置式水煤浆气化技术相关的有二十余项发明专利和实用新型专利。拥有自主的知识产权。 项目曾得到国家“九五”科技攻关、“十五”和“十一五”“863”课题、“973”计划的支持。所获主要奖励有：2007年国家科学技术进步二等奖；第十届中国专利奖优秀奖；2006年中国石油和化学工业科技进步特等奖；2006年中国高校-企业合作创新十大案例；2006年中国高校十大科技进展；2005年上海市科技进步三等奖。 合作方式主要以专利（实施）许可和技术转让的模式合作。
多喷嘴对置式煤气化炉用耐火材料的研制及应用 石凯 吴忠阳 (河南省伯马股份有限公司，河南新乡，453000) 摘要 为满足多喷嘴对置式煤气化技术的需要，研制高性能的铬锆材料，经ZrO 2增韧、纳米增韧，改善材料的抗热震性；加入稀土元素及其氧化物促进烧结，增加材料的高温抗折强度；通过降低气孔直径，提高材料的抗渣侵蚀性。研制生产的铬锆产品具有较好的高温性能，工业应用表明，产品满足多喷嘴对置式煤气化技术的使用要求。 关键词 多喷嘴对置式煤气化炉 铬锆材料抗热震性高温强度 抗侵蚀性 高效洁净的煤气化技术是当前我国煤化工行业研究的热点问题，为了研究开发先进的具有自主知识产权的煤气化技术，由国家发改委组织，中国石油和化学工业协会主持了“十五”国家重大技术装备——大型化肥成套设备研制项目，项目依托山东华鲁恒升化工股份有限公司大氮肥国产化技术改造项目，河南省伯马股份有限公司承担了该项目子专题——耐火材料研制，成功开发了适合多喷嘴对置式煤气化技术使用要求的高性能铬锆材料。本文简要介绍了该产品的研究开发和使用情况。 1 高性能铬锆材料的研究 随着多喷嘴对置式煤气化技术的开发，对气化炉炉衬材料提出了新的要求，与顶喷煤气化技术相比，多喷嘴对置式煤气化技术炉衬有如下特点：①喷嘴附近炉内温度场分布的不均匀程度增大，炉衬表面的温度波动更频繁，其波动值也更 大；②喷嘴附近炉衬的表面将经受更强烈的介质冲刷磨损；③在炉衬结构上增加了托砖板结构，托砖将承受较大的剪切力。因此对炉衬材料提出了新的要求：①更优良的抗热震性；②更高的高温抗折强度；③较好的抗侵蚀性。 1.1 提高铬锆材料的抗热震性研究 高纯氧化铬材料的熔点较高，难以获得高强度的材料，且其热膨胀系数较大，因此抗热震性较差，不能满足气化炉温度频繁波动的工况条件，必须提高其抗热震性。通过加入ZrO2微粉和α-A120 纳米粉对材料进行增韧。 1.1.1 ZrO 2含量对材料抗热震性的影响 氧化锆有3种晶相，加热氧化锆时，约在 ll00~C 由单斜相(m ．ZrO 2)向四方相(t-ZrO 2) 转变，并产生约3％ 一5％的异常体积变化， 这一变化是加热时收缩、冷却时膨胀。在Cr 203 材料中加入ZrO 2 ，在烧结的冷却过程中由四 方相向单斜相转变时，产生体积膨胀，可导致： 在z 晶体与Cr 203晶体之间产生微裂纹；使Cr 2O 3 晶体表面受压应力。可起到缓冲应力或阻止裂纹扩展的作用，从而提高材料的抗
一、 喷嘴选型 根据要求查雾的池内样本，选10个除磷喷嘴3/8 TDSS 40027kv-lcv(15°R)。 参数：喷角区分40°，额定压力5MPa ，喷量27.7L/min ，喷嘴右倾15°。 二、水泵选型计算 1、水泵必须的排水能力 Q B =20 16.2242024max ?=Q = 19.44 m 3/h 其中，系统需要最大流量16.2）601027.7（10-3max =???=Q m 3/h 2、水泵扬程估算 H=K （H P +H X ）= 1.3 ?（178+2）=234 m 其中：H P ：排水高度，160+18=178m ；（16mPa ，扬程取160m ） H X ：吸水高度，2m ； K ：管路损失系数，竖井K=1.1—1.5，斜井?＜20°时K=1.3～1.35，?=20°～30°时6K=1.25～1.3，?＞30°时K=1.2～1.25，这里取1.3。 查南方泵业样本，故选轻型立式多级离心泵CDL42-120-2，扬程238m ，流量42 m 3/h ，功率45kW ，转速2900r/min 。 三、管路选择计算 1、管径：泵出水管道86.2290042'900'=?== ππV Q d n mm 泵进水管道121.91 90042'900'=?== ππV Q d n mm 其中： Qn ：水泵额定流量； 'V 经济流速m/s ；'Vp =1.5～2.2m/s ；='Vx 0.8～1.5m/s ；'dx ='dp +0.025 m ，这里泵进水管流速为1m/s ，泵出水管流速为1.5m/s 。 查液压手册，选泵出水管道内径89mm ，泵进水管道内径133mm 2、管壁厚计算 泵进水口
煤制合成气技术比较 作者/来源：陈英1，任照元2(1.兖矿鲁南化肥厂，山东滕州277527；2.水煤浆气化及煤化工国家工程研究中日期：2009-1-13 Texaco水煤浆气化、Shell粉煤加压气化和GSP气化技术都是典型的洁净煤气化技术，各有特点，各企业在改造或新建时应根据煤种、灰熔点、装置规模、产品链设定和投资情况进行合理选择。下面就上述气化技术及其选择和使用情况进行分析和评价，供大家参考。 1 Shell气流床加压粉煤气化 该工艺在国外还没有用于化肥生产的成功范例。中石化巴陵分公司是第一家引进该技术用于化肥原料生产的厂家。到目前为止，国内已先后有18家企业引进了此项技术(装置)。但该工艺选择的是废锅流程，由于合成原料气含有的蒸汽较少，3.0MPa下仅为14％；因此用于生产合成氨后续变换工序要补充大量的水蒸气，用于甲醇生产也要补充一部分水蒸气于变换工序，工艺复杂，也使系统能量利用不合理。湖北双环科技股份有限公司是第一家正式投运的厂家，于2006年5月开始试车。据反映，试车期间曾发生烧嘴处水冷壁烧漏，输煤系统不畅引发氧煤比失调、炉温超温，渣口处水冷壁管严重腐蚀，水冷液管内异物堵塞和烧嘴保护罩烧坏等问题。 引进该技术的项目投资大。2006年5月贵州天福与Shell签约，气化岛规模为每小时 17.05万m3CO+H2，投资9.7亿元人民币，为同规模水煤浆气化岛投资的1.8倍。气化装置设备结构复杂，制造周期长。气化炉、导管、废锅内件定点西班牙、印度制造，加工周期14～18个月，海运3个月；压力壳可国内制造，但材料仍需进口，周期也较长；设备、仪表、材料的国产化率与水煤浆气化相比差距比较大。建厂时间长(3～5 a)，将使企业还贷周期长，财务负担加重。2001年与Shell签约的中石化巴陵分公司、湖北双环、柳州化工股份有限公司只有双环于2006年5月试车；2003年与Shell签约的中石化湖北化肥分公司、中石化安庆分公司、云天化集团公司、云维集团沾化分公司只有安庆于2006年10月开始煮炉。
多喷嘴煤气化装置：中国走在世界前列 关键词：多喷嘴煤气化8月13日,由兖矿集团和华东理工大学主办、山东兖矿国拓科技工程有限公司（以下简称为兖矿国拓）、华东理工大学洁净煤研究所、水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心承办的“全国多喷嘴煤气化装置优秀运行奖暨耐火砖使用经验交流会”在山东省滕州市举行，兖矿鲁南化肥厂（以下简称为兖矿鲁化）因创造了同类煤气化装置拱顶耐火砖使用时间超过一万小时的国家纪录，获得“多喷嘴煤气化装置优秀运行奖”。此举表明具有我国自主知识产权的多喷嘴对置式煤气化技术，走在了世界前列。 自主创新：全面提升气化装置水平 兖矿国拓董事长丁辉介绍，多喷嘴对置式水煤浆气化技术作为国家“十五”、“十一五” 期间的重大研究课题，被列为“国家863重点攻关项目”。该技术历经基础理论研究、实验室研发、中试、工业示范和工业应用各个阶段的发展和完善，已经走向成熟，积累了完整的理论基础和工业运行经验，随着投入运行数量的不断增加，运行周期不断延长，运行指标不断优化，各项性能指标都已超过单喷嘴水煤浆气化技术，达到世界领先水平。 该技术2001年获“九五”国家重点科技攻关计划优秀成果奖；2006年获中国石油和化学工业协会科技进步特等奖；2007年获国家科技进步二等奖；2009年以多喷嘴对置式气化炉为建设主体的兖矿国泰化工有限公司（以下简称为兖矿国泰）获“新中国成立六十周年百项经典暨精品工程”称号。 丁辉 曾被认为是多喷嘴对置式气化技术“短板”的拱顶耐火砖寿命经过几年的攻关，目前已获得突破性进展：江苏索普、江苏灵谷等多家运行装置气化炉拱顶耐火砖使用寿命已突破7000小时，兖矿国泰耐火砖寿命运行时间超过了9000小时，截止到2011年8月中旬，兖矿鲁化多喷嘴气化炉累计使用寿命已超过10800小时，且还在稳定运行；多喷嘴气化炉耐火砖短板部位运行时间远远超过了单喷嘴耐火砖短板部位——锥底砖的使用寿命。耐火砖使用寿命的延长提高了气化炉的开工率，为企业节省了大量的维修费用。 在兖矿国泰建设的第一套千吨级工业示范装置，经过不断地攻关、创新，开发出装置带压联投和无波动倒炉特有技术，实现煤气化技术上的重大突破，大大降低了气化炉停车几率，提高了气化炉的有效生产时间。带压连投技术目前已普遍使用在多喷嘴气化装置中。 在兖矿鲁化运行的装置，其核心设备多喷嘴对置式水煤浆气化炉下拱顶耐火砖运行时间
收稿日期:2003-11-13;修订日期:2004-02-26基金项目:863基金资助项目(2002AA 726022) 作者简介:杨立军(1970-),男,黑龙江大庆人,北京航空航天大学宇航学院副教授,主要从事液体火箭发动机喷雾燃烧研究.第19卷 第6期2004年12月 航空动力学报 Journa l of Aerospace Power V ol 119N o 16 D ec .2004 文章编号:100028055(2004)0620866207 液体喷嘴动态特性数值模拟 杨立军,张向阳,高 芳,张振鹏 (北京航空航天大学宇航学院,北京100083) 摘要:对直流、离心喷嘴进行了理论分析,采用“频率法”对直流和离心喷嘴的动态特性进行了数值模拟,所得结果表明:增加振荡频率会导致直流和离心喷嘴流量的振幅降低和相移增大,而增大压降则结果相反;在相同工况下,当直流喷嘴增大长径比或离心喷嘴增大几何特性时均会导致振幅降低和相移增大,离心喷嘴喷口长度增大导致相移增大,而对振幅无明显影响。此结果与国外研究结果符合较好,并为进一步开展喷嘴动力学研究奠定了基础。 关 键 词:航空、航天推进系统;直流喷嘴;离心喷嘴;动态特性;数值模拟中图分类号:V 434 文献标识码:A Nu m er i ca l Si m ula ti on of L i qui d I n jector D ynam i cs YAN G L i 2jun ,ZHAN G X iang 2yang , GAO Fang ,ZHAN G Zhen 2peng (1.Schoo l of A stronautics ,Beijing U n iversity of A eronautics and A stronautics , Beijing 100083,Ch ina ) Abstract :In order to study the dyna m ic characteristics of liquid rocket engine in jectors ,the 2o retical analysis has been carried out fo r the p lane orifice and centrifugal injecto rs ."F requency M ethod "w as used fo r the num erical si m ulati on of the injector dyna m ics .T he results show that w ith the increase of pulse frequency ,the flux s w ing of the p lane orifice and centrifugal injecto rs decreases and the phase sh ift increases .W ith the increase of p ressure ,the flux s w ing increases and the phase sh ift decreases .U nder the sa m e conditi on ,w ith the increase of the p lane o rifice in jecto r’s length o r the geom etric characteristics of cen trifugal in jectors ,the s w ing decreases and the phase sh ift increases .W ith the increase of the s pout length of centrifugal injectors ,the phase sh ift increases w h ile the s w ing is not affected re m arkably .T hese results agree w ell w ith fo reign investigati ons and establish the basis for further study . Key words :aeros pace p ropulsi on syste m ;p lane orifice in jector ;centrifugal injecto r ; dyna m ics ;num erical si m ulati on 液体喷嘴是液体火箭发动机燃烧室和其它动力装置的关键部件之一。喷嘴除了完成喷雾和掺 混的任务外,同时还起到了敏感元件、放大器、相 位调节器、激励器甚至振荡器的作用,可以通过改变喷嘴动态特性抑制不稳定燃烧的发生[1]。近年 来俄罗斯学者发表了一些关于液体喷嘴动力学理