旅客列车硬座车厢内气流模拟与浓度场分析

采用稳态不可压缩雷诺时均N-S方程、k-ε湍流模型,对旅客列车空调硬座车厢内气流场和浓度场进行了数值计算。采用立方体代表旅客,以人体呼出的CO2作为代表性污染物,研究了非空载下车厢内气流和浓度分布。计算结果表明：现有的送风方式除车厢两端外,车厢内沿长度方向气流分布比较均匀;人体散热和太阳辐射对车厢内流场温度场影响较大,非空载时车厢内流场分布与空载时有较大差别,太阳照射和人体产生的热气流使车厢内存在较大的温度梯度;车厢内过道区浓度较低,但座位区由于人员集中,人体呼吸区污染物积聚,浓度偏高,且车厢中部断面污染     

基于CFD的玻璃温室环境数值模拟及优化分析

为进一步研究和优化玻璃温室内部气流场及温度场的分布,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)对东北地区玻璃温室内部气流场进行三维建模数值分析,分析得出内部速度场、温度场的分布模式,并针对温室内部气流分布情况提出3种结构优化策略。模拟结果表明:监测点处的气流速度及温度的平均相对误差分别为5.54%、4%,数值模拟结果与试验测试结果吻合度较高。3种优化方案结果均优于初始方案,其中通过分析得出方案三将暖风扇置于离地0.7 m处的为最佳方案,植物区域处于最适风速的部分增加了50%,气流均匀性最好且平均温度为23.49℃,有效改善了温室内环境并使其更加适宜植物的培养。     

地板直喷式多联机热泵系统夏季供冷实验及模拟分析

文中提出一种地板直喷式多联机热泵系统,以水平管程相差约35 m的山西省太原市内某建筑二层内两个房间为研究对象,对该系统在夏季供冷时的房间内地板表面平均温度、竖直温度分布、室内温湿度进行测量实验.利用Airpak 3.0软件,模拟房间的温度场、速度场,以及PMV(predicted mean vote),PPD(predicted percent dissatisfied)的分布.结果表明:模拟结果与实验结果基本一致,即采用地板直喷式多联机热泵系统夏季供冷,可以有效保证管程较长房间的地板表面平均温度,且与管程较短的房间地板表面平均温度相差在1 ℃左右;各房间同等高度温差也小于2 ℃;地板表面无结露现象;人员工作区域内-1.5≤PMV≤1.2,PPD≤20%,舒适性良好.     

计算机测控物料干燥试验装置的研究

设计研制了一套计算机测控的物料干燥试验装置。该试验装置是由计算机自动监控的调温、调湿、调速供风系统。调试的结果表明 :满足温度 2 0～ 180℃± 1℃、相对湿度 2 0 %～ 90 %± 3%、风速 0 .4～ 5 .0m s±0 .1m s的要求 ,并可模拟多种物料实际干燥工况 ,可进行物料干燥试验的要求     

公路隧道火灾的模型试验与数值模拟分析

为研究公路隧道火灾烟气温度场的分布规律,提升公路隧道的火灾安全性,以相似理论为依据,结合某实际隧道工程实例,设计了一套隧道火灾模型实验装置。模型隧道横截面为0．88m×0．5m,长12m,隧道内的风速可在0～5m／s范围内调节。采用该试验装置,进行了火灾时隧道内温度场的纵向、横向分布规律以及温度场扩散范围的火灾模型试验。试验中设定了不同的通风风速来模拟实际的隧道火灾场景,隧道内烟流温度通过数据采集系统读取。用FDS火灾动力学模拟软件进行了数值模拟计算,总体来看数值模拟的结果与试验数据的吻合程度较好。并依据试验及数值模拟的结果对隧道火灾的控制、救援和人员疏散提出了一些建议。     

海带结热泵干燥特性及数学模型研究

采用双蒸发器常闭式热泵干燥技术,以海带结为物料,试验研究其在不同设定干燥温度(35,40,45,50℃)和装载密度(8.29,32.29,42.71 kg·m~(-3))条件下的干燥特性及水分比变化规律,并对试验数据进行拟合,得到其干燥数学模型.结果表明:干燥温度为35～50℃时,随着设定干燥温度的提高,单位除湿能耗比先增加后减少,而干燥时间先减少后增加;装载密度为8.29～42.71 kg·m~(-3)时,装载密度越大,干燥时间越长,单位除湿能耗比越大;在试验条件范围内,设定干燥温度为45℃、装载密度为32.29 kg·m~(-3),是海带结最佳干燥工艺参数,此时单位除湿能耗比为1.625 kg·(kW·h)~(-1),干燥时间为260 min,Page模型的预测值与试验结果基本吻合,可用其预测海带结热泵干燥特性及水分比随时间的变化规律.     

内燃机热泵隔声装置及通风技术

针对内燃机热泵机组运行发热量大、噪声频谱特性复杂的特点,设计了一种安装在发动机和压缩机上的带通风系统的隔声罩来降低中高频噪声,对低频噪声设计了双室抗性消声器进行降噪．为了解决隔声罩内部设备散热导致的罩内温度升高问题,详细推导和计算了罩内通风量,设计了罩内的气流形式,模拟了罩内的空气温度场和速度场,得到了该通风方案能够及时有效地排出隔声罩内热量的结论．实验研究了安装带通风系统的隔声罩和双室抗性消声器之后内燃机热泵系统的噪声问题,结果表明,隔声罩和双室抗性消声器配合使用能够使本实验样机的噪声有大幅度的下降．     

Fluent在气流聚集型纺纱装置中的应用

利用fluent软件对气流聚集型纺纱装置中的气体流场进行建模、分网、加载,得到气流流经尘笼及抽气孔处的速度矢量和压力分布图.说明了纤维在气流场中的运动规律,为如何合理有效地利用气流技术加工出质量好、成本低的产品,以及利用气流技术发展新工艺、新方法提供了可靠的理论基础.数值模拟与试验结果对比表明:数值模拟结果与实际情况比较吻合.数值计算还可以进一步优化气流聚集型纺纱装置的结构参数,通过气流集聚,绝大多数纤维被纺入纱线内,使纱线强度、抗磨性及抗断裂性能增强,纱线表面更光滑,改善了纱线的品质.     

基于气固耦合的排料装置内物料运动特性数值模拟

为探究9FH-40型揉丝机在不同工作转速下排料装置内气流与物料作用规律,采用气固耦合法(CFD-DEM)在额定转速内对不同转速的气流与物料作用过程进行了数值模拟研究.结果表明,风扇转动区域湍流强度最高,物料进入该区域后被加速,速度可达10m/s.随着风扇转速的提高,风扇转动区域气流速度及物料所受耦合力不断增加,同时波动性加强.风扇径向边缘气流速度可达40m/s.物料入口区域耦合力受风扇转速影响较小,基本维持在2.5×10~(-4)N.物料出口区域耦合力大小的波动性则受风扇转速影响较大,不同转速下该区域耦合力大小分布在同一范围.针对分析结果,对排料装置结构改进提出了意见.     

太阳能烟囱发电系统蓄热层的试验研究

搭建了3台带有不同石块蓄热介质蓄热层的太阳能烟囱发电系统对比试验装置,在实际天气条件下,对该装置的运行性能进行了测试,并对试验结果进行了对比分析.结果表明:石块蓄热层具有储存热量的能力,随着蓄热层深度的增加,蓄热层内温度随外界影响就越小.系统内热气流的温升主要在集热棚的中前段,不同时间层热气流温升幅度不同.辐射强度、辐...     

河北水勘院正定基地地下水源热泵系统热平衡问题分析及对策

为了准确模拟预测河北水勘院正定基地地下水源热泵系统运行期间的地下水渗流场与温度场的变化规律,避免未来地下水源热泵系统运行期间出现的冷热贯通现象与冷热堆积问题,通过总结分析地下水源热泵的应用与模拟研究现状,针对浅层地温能开发与地下水环境模拟中存在的问题,建立了相应的地下水渗流与热量运移三维耦合数值模型,并结合未来地下水源热泵系统的运行工况,预测分析了不同条件下未来地下水源热泵系统的热平衡发展趋势.结果表明:该示范工程按设计方案运行,抽、灌井之间存在热贯通现象及冷堆积问题;提出了当浅层地温能开发存在冷堆积时,在不改变冷热负荷和抽灌井间距时,可采用运行一周期后互换抽水井与回灌井的方案,以有效缓解地下水源热泵工程热贯通现象与冷堆积问题.     

机车DC 600 V电源综合试验装置

为了满足机车DC 600 V电源检修的需要,设计了电源综合试验系统的硬件电路,并用Lab Windows/CVI编写了试验系统的应用软件,最后将装置应用于现场.通过空载、25%Ie、50% Ie、75% Ie和100% Ie 不同负载的加载试验车,对DC 600 V电源的电流、电压和纹波进行了检测.测试结果表明,该试验装置可以满足机车电源检修时要求,使用方便可靠.     

两级压缩高温热泵木材干燥的研究

研制出可以实现单级、双级两级压缩的木材高温热泵干燥试验装置,介绍了两级压缩木材高温热泵干燥试验装置的设备组成及工作原理,用马尾松进行了木材干燥试验.结果表明:该试验装置的节能效果显著,平均能量回收率可达28%以上;采用该装置进行的木材干燥过程中的含水率、温度、湿度变化与常规干燥趋势一致.     

随钻地层压力测量模拟试验装置研制

为自主研制随钻地层压力测量工具,研制了一套随钻地层压力模拟试验装置。装置由井眼环境模拟系统、模拟测量短节、操作控制系统和辅助系统四部分组成。该装置能够模拟地层压力环空压力之外,还可以提供高温高压试验环境。该装置可实现地层压力和环空压力0.1~70 MPa可调,控制精度0.1 MPa,环空压力上升梯度约为1.25 MPa/min,地层压力上升梯度约为1.56 MPa/min,温度范围为室温~125℃,温度控制精度1℃,温度上升梯度平均为1.6℃/min。并选用了两种不同渗透率岩心对随钻地层压力测量模拟试验装置进行试验,结果表明模拟装置各模块工作可靠,所测压力曲线能够反映地层压力参数。该装置为检验原理样机性能、揭示改进方向提供了技术支撑。     

阳极焙烧炉火道燃烧过程模拟

对阳极焙烧炉的燃烧过程进行了数值模拟。讨论了炉内温度场、流动场和各组分浓度场的分布规律，分析了这些因素对碳阳极焙烧质量的影响。温度场的分布是影响碳阳极生产质量的关键因素。计算结果表明，在设计阳极焙烧炉结构时应充分考虑烟道中隔板对气流分布的影响。     

太阳能热气流发电系统流道优化研究

基于相对压力概念,构建了太阳能热气流发电系统新数学模型,并对西班牙太阳能热气流电站模型进行数值模拟,分析了其流场和温度场,并据此对原始模型进行优化.计算结果表明:通过对发电系统集热棚出口和烟囱进口的局部流道进行优化,使烟囱进口处局部流速增大约14%,温度场更加均匀,相对压力减小约50%,提高了系统做功能力和能量转换效率,同时减上蒂统能量损失.数值模拟结果为太阳能热气流发电系统的设计和应用提供理论依据.     

物料干燥特性模拟

研制了一种功能较齐全的物料干燥特性试验装置,可用于模拟空气集热器——干燥室型太阳能干燥装置的运行条件。用它做了20余种物料的干燥特性模拟研究,其结果为太阳能干燥装置的设计提供了理论依据,对已有太阳能干燥装置的工况调整和运行管理也有指导意义,对使用常规能源的干燥装置亦有参考价值。     

风筛式清选装置气流场的数值模拟与分析

为了研究风筛式清选室内气流场的分布情况,基于Reynolds时均化的连续方程、Navier-Stokes方程和标准的k-ε湍流模型构成封闭方程组,运用CFD软件Fluent,对不同的风机出风口角度、风机出风口风速和筛面中部与顶部距离3个参数进行了气流场数值模拟,分析了这3个参数对清选室气流场的影响,并进行试验验证.结果表明:风机出风口角度和筛面中部与顶部距离对清选室气流场的影响较大,风机出风口风速只影响到流速而对流场的分布规律影响不大,模拟结果与试验测量结果总体趋势基本吻合,这表明了利用Fluent进行数值模拟的正确性.     

发动机试验室稳态流场及温度场仿真研究

对发动机试验室内部的气流运动与热量分布进行研究,针对常规发动机试验室空间结构下的三种典型通风形式进行建模,利用仿真软件对每种通风形式下试验室内的流场及温度场进行计算,将计算结果进行对比分析,得出了发动机试验室内流场和温度场的设计原则。试验室内气流的集中、高速流动是降低发动机试验室内温度、实现良好换热的保证,最佳的发动机试验室环境是试验室内温度能满足试验要求,同时试验室内空气能够充分混合流通,保证空气质量。     

多功能构造物理模拟装置的设计及应用

多功能构造物理模拟试验装置是一套机电一体化试验系统,通过对比分析国内外同类设备的优缺点,对构造物理模拟装置的关键技术进行研究.在分析地质构造形成过程和演化机制的基础上,从动力学和运动学的角度,抽象出地质体形成的受力与变形规律,按照相似性理论构建了试验装置的相似模型,形成试验装置的整体架构和各功能单元的设计思想,运用模块化设计方法,完成系统的概念设计和结构设计.针对试验装置所实现的功能和运动控制要求,开发了基于可编程序控制器技术的"分布式三层解决方案"结构的运动控制系统.应用结果表明:研制的试验装置能完成不同构造样式的物理模拟标准试验,为构造物理模拟试验和定量化分析研究提供了新的技术手段;新的模块化设计思想和构造物理模拟相似理论数学模型为该类试验装置的研制奠定了理论基础.