冷藏陈列柜风幕卷吸特性的数值分析

应用数值方法分别对不同射流速度分布(均匀分布、2种线性分布和抛物型分布)的垂直冷风幕的卷吸特性进行了研究,对体积卷吸率、温度分布及热卷吸系数进行了分析比较.结果表明,速度分布对风幕的卷吸特性有着重要影响,内侧较大的线性速度分布是其中性能最优的,对外部空气的卷吸量最小,对柜内空气的卷吸量最大.因此,在保证柜内温度的前提下,通过在出风口设置合适的整流装置,使外侧速度尽可能减小,可以显著降低对外界空气的卷吸,从而减小冷藏陈列柜的热负荷.     

开式陈列柜风幕系统的计算流体力学（CFD）设计

超市中开式陈列柜风幕的卷吸作用是陈列柜热负荷的主要来源,良好的风幕系统可以提高冷空气的利用率,减少热负荷,达到节约能源的目的。除实验手段外,采用计算流体力学（CFD）可以对各种变参数情况下风幕系统的性能进行数值模拟,从而有效地缩短开式陈列柜的设计周期,针对开式阵列柜流场计算几何结构较复杂、流场的一边为开式、温度速度变化范围大的特点、选用带浮升力项的κ-ε双方程紊流模型,采用有限元法并扩大计算区域对其进行了有效的CFD数值模拟,部分特征点上计算结果与测试结果较为吻合,变参数计算结果符合空气运动规律。     

立式冷藏陈列柜内部结构对冷风幕流动的影响

针对立式冷藏陈列柜内部结构对冷风幕流动的影响进行了数值模拟研究,分析了表征搁板位置的几何参数Dv和Dh对温度分布、速度分布与热负荷的影响.结果表明:内部搁板的位置和尺寸对于风幕流动和柜内温度分布具有重要影响,搁板的存在有助于提高风幕流动的稳定性,可使保证风幕稳定的Richardson数范围拓宽;Dv对柜内温度分布影响较大,相邻各层搁板之间的温差沿风幕流动方向逐渐增大,且随着H/Dv增大,柜内温度分布均匀程度增强,但柜内平均温度差异较小;Dh则对风幕流动轨迹和空气卷吸量影响显著,因此对热负荷有较大影响,但对柜内温度分布影响很小.将Dh/60控制在0～0.5范围内可以降低热负荷,从而改善风幕的性能.     

立式陈列柜风幕数值模拟的双流体模型及其改进

采用双流体模型对立式陈列柜风幕进行数值模拟,其中内外风幕采用传统的k-ε紊流模型,陈列柜外的环境空气采用非紊流模型.两种流体之间的质量、动量和能量交换采用经验关系式处理.对两种常见的质量交换关系进行分析比较,提出了改进的双流体模型.计算结果表明,大多数工况下,与传统的k-ε紊流模型和改进前的双流体模型相比,双流体模型的改进方案与风幕温度的实测值更加吻合.同时分析了双流体改进模型有效性的应用范围.     

立式陈列柜空气流动与热湿交换的整体模型

分析了旧模型的一些缺陷，综合考虑了陈列柜蒸发器、风机、搁架和保温层的影响，采用整体模型对立式陈列柜的空气流动与热湿交换进行了数值模拟．其中，蒸发器的总换热系数、蒸发温度和压力损失按实测处理；风机的压头按样本确定；搁架和保温层的物性参数按实际数值赋值；柜内空气部分仍按传统的K-ε模型模拟．通过对第一层搁架外端风幕温度的计算结果分析发现，与旧模型比较，整体模型与实验结果更加吻合，能够更好地模拟陈列柜的空气流动与热湿交换．     

异重流水卷吸经验式不确定性对层平均数学模型的影响

基于贝叶斯定理的Gibbs随机采样方法,结合现有异重流水卷吸实验数据,探讨了异重流水卷吸经验式中经验系数E_1和E_2的不确定性,获取的E_1和E_2样本总数为2×10~5.统计发现,其中概率最大的(E_1,E_2)样本取值与原式取值相近.将样本值输入异重流层平均水沙耦合数学模型,模拟陡坡上异重流演化过程.结果表明:计算异重流厚度、速度、泥沙体积分数、底床形变区间范围随运动距离的增加逐渐增大;采用概率最大经验系数值可能低估异重流厚度和泥沙体积分数,高估异重流速度和底床形变;95%样本输入异重流模型所得计算水力参数范围远大于25%样本所得计算水力参数范围,意味着模型对(E_1,E_2)的取值十分敏感.     

螺旋槽管强化传热研究及其在锅炉中的应用

论述了螺旋槽管管内外单相流体传热研究的试验结果,并将试验数据按流动参数、物性参数和几何参数采用无量纲准则数进行整理.给出了在雷诺数Rei=104～105范围内管内无量纲换热系数Nui的关联式,和在Re.=3×103～6×104及Re.=3.3×103～105范围内气流横掠螺旋槽管错列和顺列管束的管外无量纲换热系数Nu.的关联式,该关联式可以作为螺旋槽管换热器的设计依据.介绍了螺旋槽管作为空气预热器在电站煤粉锅炉中的广泛应用,给出了几个应用螺旋槽管空气预热器解决锅炉具体问题的实例,表明了螺旋槽管空气预热器的显著优越性.     

城市公路隧道近火源区质量卷吸速率研究

质量卷吸速率是火灾烟气防控时不可忽视的关键因素.以全尺寸的城市公路隧道为研究对象,采用量纲分析和数值模拟的方法,探究了火源功率、有效顶棚高度、火源横向位置、隧道宽度对烟气质量卷吸速率的影响.通过对前人所提出的卷吸模型适用性分析和20组模拟工况下卷吸速率变化规律的研究,结果表明:对于具有不同卷吸机理的大、小火源功率的隧道火灾,前人提出的Ⅱ、Ⅲ阶段的卷吸模型具有一定局限性;采用集气罩法测定了火源近场区质量卷吸速率,并用离散化方法对阶段Ⅱ、Ⅲ截面质量流率进行计算,提高了结果的准确性;基于量纲分析的方法构建了火源功率、隧道宽度、火源位置、有效顶棚高度等重要因素间的无量纲烟气卷吸模型,结合数值模拟并对数据拟合得到了Ⅱ、Ⅲ阶段烟气质量卷吸速率的定量关系式.     

湿工况下翅片管换热器空气侧热质传递的数值模型

析湿在翅片管换热器用作蒸发器时经常发生,对换热器的性能有重要影响.文中提出了能从机理上对湿工况下翅片管式换热器空气侧的热质传递过程进行模拟的数值模型,它不仅包括用于反映水蒸气和液态水之间由于浓度差所形成的传质模型,而且包括基于经典成核理论的反映水蒸气直接冷凝过程的传质模型.该模型的计算精度较好,传热无量纲参数jh和实验数据的平均相对误差为6.93%,传质无量纲参数jm和实验数据的平均相对误差为12.1%.数值仿真表明,空气相对湿度仅在部分析湿工况下对传质特性有较大影响.     

纵向导热对错流式微型换热器总包换热系数的影响

采用三维数值模拟获得错流式微型换热器温度分布、总包传热系数和传热单元数,给出了总包传热系数关联式,通过一维对流一导热耦合模型给出纵向导热影响系数K．K为流体质量流量、流体比定压热容、流体和间壁固体热导率及换热器结构尺寸的函数．用K和关联式求得的总包换热系数相乘的方法预测错流式微型多通道换热器的总包换热系数,与模拟结果吻合较好．     

局部水平层流的气幕围挡特性分析与最佳参数选定

本文分析了气幕对水平层流洁净区的保护机理，通过对气幕区及被保护洁净区的流场及浓度场特性分析，提出了较合理的气幕结构参数，从理论上证明了该种形式的气幕具有良好的围挡效果。     

制冷陈列柜性能优化策略的应用

利用改进的双流体(MTF)模型对立式敞开型陈列柜冷风幕及其四周气体流动和传热进行数值模拟,从而确定陈列柜的漏风量.通过MTF得到的结果训练并验证针对漏风量的自适应支持向量机(ASVM)算法,建立陈列柜性能的优化函数.实验测试验证结果表明,优化后的陈列柜融霜后的凝结水质量和单位展示面积每日耗电量分别减少39.2%和19.3%,明显改善了漏风.     

换热管传热过程的熵产分析

基于热力学第一、二定律对换热管由管内到管外的传热过程进行了熵产分析,以管内流体为基准引入了无因次熵产数并得到其计算式;讨论了管内流体雷诺数、管内外流雷诺数比值、无因次入口换热温差及无因次特征尺寸等参数对换热管传热过程不可逆性能的影响。结果表明,存在一最佳的管内流体雷诺数使无因次熵产数最小;无因次熵产数值随管外与管内流体雷诺数的比值的增大而单调递增,随无因次入口换热温差和无因次特征尺寸的增大亦近似成线性增大。结果和方法对进一步完善基本对流换热过程的热力学评价具有一定的意义,同时为换热管双侧强化传热时性能的评价提供理论基础。     

富水圆砾地层局部止水帷幕作用下基坑开挖变形数值分析

富水地层中的基坑止水与降水是基坑工程的重难点,大量降水易造成地表不均匀沉降.依托甘肃省某基坑工程利用数值模拟和现场实测的方法,研究了富水圆砾地层下排桩-旋喷桩局部止水帷幕对基坑变形的影响.在验证模型计算准确性的基础上,分析了局部有无旋喷桩、旋喷桩嵌入深度对基坑渗流与变形的影响、传统与局部止水帷幕对限制基坑变形的差异.结...     

基于RS-485的开关柜监测控制系统

针对电力系统中高压开关柜集成度低、配线复杂、可靠性弱的问题,设计了一种开关柜智能监控系统. 系统以 PC 机为上位机,低功耗单片机为下位机,采用 RS-485 总线通信方式,实时监控开关柜内的温度、湿度、开关状态等,并具有显示和语音提示功能,大大提高了开关柜监控的集成度和智能化程度.     

底水稠油油藏单井条件下隔夹层参数研究

开发底水稠油油藏的主要问题在于底水的脊进,利用水平井开采可以有效地缓解这一开发矛盾。同时,隔夹层的存在能够大大减缓底水上升,提高采出程度,改善开发效果。讨论了单井条件下,隔夹层参数变化对开发效果的影响。影响开发效果的隔夹层因素较多,根据调研,并考虑到典型性和可行性,选取无因次隔夹层面积、无因次隔夹层垂向位置、隔夹层渗透率这3个参数进行隔夹层对开发效果影响的研究。基于渤海A油藏实际参数建立了含隔夹层的底水稠油油藏数值模型,通过油藏工程方法对采出程度曲线、含水上升曲线、流线模型场图和饱和度场图进行了分析,研究了单因素对开发效果的影响：无因次隔夹层面积越大,开发效果越好;隔夹层越靠近油水界面,开发效果越好;夹层渗透率较小时,开发效果优于隔层。在单因素影响分析的基础上,进行了正交实验,分析了多因素之间的影响,确定了3个参数的影响程度排序：由大到小依次为无因次隔夹层面积、无因次隔夹层垂向位置和隔夹层渗透率。     

风和地震下上海中心幕墙支撑结构与主结构协同分析

通过将幕墙支撑结构与主体结构整体建模,对风荷载及水平地震作用下幕墙支撑结构与主体结构相对竖向变形特性及其对支撑结构受力影响以及竖向地震作用下支撑结构竖向不均匀变形、内力及加速度反应及其对设计的影响进行了详细分析与研究,研究结果表明,在水平荷载作用下,主体结构与环梁竖向相对变形引起径向支撑的附加弯矩,通过设置滑动构造可减小弯矩保证支撑受力安全;在竖向地震作用下,幕墙系统将产生较大的不均匀变形对板块产生不利影响、吊杆产生较大附加轴力、环梁竖向加速度反应显著,设计时应对以上不利因素进行评估以保证幕墙系统在地震作用下的安全.     

盾构机水幕阻烟效果的数值模拟

在狭长隧道施工过程中发生盾构机外部配电箱失火的情况下,创建了隧道、火源和通风管道等的网格模型,研究了盾构机水幕系统的阻烟效果.同时,针对原盾构机水幕系统缺陷提出了改进的设计方案,验证了改进后水幕系统的阻烟效果,并分析了水幕系统喷淋头的数目及其水流量对狭长隧道内部烟气扩散的影响.结果表明：开启水幕,可以有效阻止外部烟气向盾构机内侧扩散,保证掘进面附近工作人员的相对安全;合理的喷淋头布局,可以使水滴粒子分布更加均匀,能够更好地阻止烟气的扩散;适度增加水幕系统喷淋头的数目及其水流量,可以提高水幕的阻烟效果.     

新型冷藏陈列柜测试室气流组织模拟与试验分析

据新欧洲标准EN441-2要求,设计并建造了一套全自动陈列柜热工性能测试试验室.在环境测试室气流组织的设计中结合实际情况,对各种气流组织形式进行了分析,用FLUENT流体计算软件进行模拟验证与辅助设计,在试验区域内实现了标准中规定的技术要求,并进行了相应试验.     

裂缝性油气藏压裂水平井试井分析

利用Green函数源函数法,通过镜像映射和叠加原理得到裂缝性油气藏水平井多段压裂改造后地层中任意一点的压力解。首先推导顶底封闭四周无限大、盒状及定压条件下单条裂缝生产时地层中任意一点在拉氏空间的压力计算公式,并假设水平井井筒无限导流,进一步建立水平井多段压裂改造后井底压力求解方法。基于Stehfest数值反演得到考虑井筒存储和表皮系数影响的水平井井底压力解。对不同边界条件下井底压力及压力导数的双对数曲线进行分析,并分析压裂裂缝参数对井底压力响应的影响。结果表明:压裂水平井存在压裂裂缝线性流、压裂裂缝径向流、地层线性流、系统径向流及边界影响五种流动阶段;同时由于油藏为双重介质油藏,所以还存在基质系统向裂缝系统的窜流;裂缝条数越多,生产相同的时间时井底无因次压降越小,但当压力波传到边界后裂缝条数不再对流动造成明显影响;裂缝半长会影响压裂裂缝径向流出现的时间及地层线性流之前的压降,且压裂裂缝越长,压裂裂缝径向流出现的时间越晚,生产相同的时间所需要的无因次压降越小;裂缝间距会影响裂缝径向流结束的时间,且缝距越小,裂缝径向流持续的时间越短。现场应用结果证明了模型的正确性。