基于CFD的潜液式液化天然气泵导叶设计

潜液式液化天然气(liquefied natural gas, LNG)泵工作时, 屏蔽电机和泵体全部浸没在低温液体中. 为减小泵的径向和轴向尺寸, 潜液式LNG泵采用了一种特殊结构的导叶. 在分析潜液式LNG泵导叶结构特点的基础上, 研究导叶进口喉部宽度和折转角对泵设计工况水力性能的影响. 首先, 设计不同几何参数的导叶, 并分别与同一叶轮进行匹配; 再通过ANSYS CFX软件, 采用标准k-ε湍流模型对各导叶分别进行全流场数值计算. 计算结果表明: 进口喉部宽度是潜液式LNG泵导叶的关键尺寸, 设计时需重点考虑; 进口喉部宽度存在最优值, 且最优值大于经验值; 进口折转角对泵扬程和效率影响较小. 因此, 设计导叶时可优先确定其他关键尺寸, 再通过调节进口折转角改善导叶的结构.     

新型导流叶片式高浓锥形除渣器内部浆料流场研究

为提高除渣器对造纸过程中产生的高浓重杂的去除效率,将导流叶片应用到造纸用高浓重杂除渣器结构改进上,并用ICEM软件对其模型划分混合结构网格,通过Fluent软件对其内部3%质量分数纸浆悬浮液进行数值模拟,同时分析其内部浆料运行轨迹、压力和速度分布特征。结果表明:导流叶片式锥形除渣器内部流场具有对称性,浆渣分离更加平稳; 浆料流场由除渣器内壁附近的外旋流和中心区域的内旋流组成; 在进浆速度4 m/s时,良浆出口流量为4.424 kg/s,尾渣出口流量为1.083 kg/s,纤维收集效率为80.54%,比传统除渣器提高了约10%; 同时新型除渣器内部浆料流速更快,克服了传统除渣器短路流对除渣效率的影响,除渣效率提高3%以上。     

炭素回转窑内物料停留时间的确定

在前人建立的等径回转窑内物料料层轴向厚度变化公式基础上,推导出了适合于窑尾扩径和内衬增设翻料装置的变径窑内物料层厚度的计算式;同时利用上述两种窑内料层厚度计算式进一步求出了两种窑内物料停留时间的计算式,计算式中综合考虑了窑内径、窑长、窑头挡料圈高度、窑倾角、窑转速、物料体积流率、物料安息角、物料颗粒粒径等多种因素;为了验证计算公式的正确性,建立了实验装置,进行了冷态实验测试.结果表明,公式计算值与实验测试值比较吻合,误差较小,并且计算中不需要引入修正系数.     

CNG加气站压缩机进气压力选择的探讨

介绍了加气站的类型和压缩机进气压力值的差别,论述了压缩机进气压力与增压速度及功耗的关系,对站前调压器及调压幅度进行了分析。     

基于数据集成的GTCC进气余热制冷的经济评价

为更准确地评价燃气-蒸汽联合循环(GTCC)进气冷却方案,提出了基于数据集成的进气余热制冷经济评价方法.该方法综合了GTCC系统的进气温度特性、进气冷却系统的变工况特性、机组负荷规律以及当地全年标准气象参数等.对华南地区某GTCC进气余热制冷方案的经济评价表明,进气温度每降低1℃,联合循环功率约增大0.5%,而热耗率变化不大.对进气温度从环境温度(30℃)冷却至10℃的冷却方案,按当地气象条件,进气温降年平均可达16℃,GTCC年功率增大8.27%,热耗率增大1.03%,当增容尖峰电价为1.00元/(kW·h)及油价为2200元/t时,投资回收期约两年.     

蜗壳进口宽度对离心泵性能影响的分析

通过改变蜗壳的进口宽度,对蜗壳与叶轮的匹配关系进行了数值研究．在保证蜗壳断面面积不变的前提下,重新设计了两个进口宽度与原型泵互不相同的蜗壳,分别与原型泵叶轮组合作为研究所用的模型．利用FLUENT软件对离心泵内部流动进行了三维定常和非定常数值模拟．计算结果表明：泵的效率和扬程均随蜗壳进口宽度的增加而降低;随着蜗壳进口宽度的增大,蜗壳扩散段内的低速区域扩大,进口处的速度值减小;速度分布越向壁面分散,漩涡的范围越大．     

进口温湿度对质子交换膜燃料电池输出性能的影响

为研究阴阳极气体进口温度和相对湿度（relative humidity，RH）对质子交换膜燃料电池输出性能的影响，构建了一维非等温的两相模型，并采用团聚体子模型考虑催化层微观结构的影响。结果表明：阴阳极相对湿度相同时，干工况（RHa 50% / RHc 50%）下工作温度对燃料电池输出性能的影响有限；不同工作温度时获得的最高电流密度所对应的RH工况不同，90℃时可在高阳极湿度/低阴极湿度工况（RHa 90% / RHc 50%）下获得最高的电流密度，而70℃适合于在高湿度环境（RHa 90% / RHc90 %）下获得更好的输出性能。然后，基于粒子群算法，优化得出阳极湿度恒为90%、且在低阴极RH 0~50%时，温度越高，获得最大功率密度的阴极湿度越小。工作温度和阴极RH分别控制在90℃和14.6%时可获得最高的功率密度，约为0.88 W/cm²。     

双导堤工程下潮汐汊道与海岸潟湖地貌稳定性

以渤海湾沿岸具有双导堤工程的单一潮汐汊道的华北最大海岸潟湖—七里海潟湖为原型建立理想模型，通过设置包括临界侵蚀应力、临界淤积应力、泥沙沉速、初始床面高程和径流量等影响潟湖地貌演变的相关参数，得到理想模型达到稳定状态后的纳潮量P和潮汐汊道断面最大流量Q_m。分别建立其与潮汐汊道断面面积A的相关关系式以表征潮汐汊道稳定性。比较分析发现在表征潮汐汊道稳定性方面，Q_m?A关系较P?A关系的拟合效果更佳。分别利用Q_m?A关系以及泥沙净冲淤量计算得到潮汐汊道和潟湖稳定所需时长，对比结果表明潟湖明显滞后于潮汐汊道达到稳定状态，临界侵蚀应力对潮汐汊道稳定性影响更大，而临界淤积应力、泥沙沉速和初始床面高程对潟湖稳定性影响尤为显著，径流量对潟湖和潮汐汊道稳定性的影响相当。     

进气温度及冷流率对涡流管制冷性能的影响

采用基于实际生产应用的涡流管模型，以空气为介质，模拟分析了不同进气温度和冷流率对涡流管制冷性能的影响，结果表明：冷流率一定时，涡流管的冷端出口温度、热端出口温度、制冷温度效应及单位制冷量均随进气温度的升高而增大，而制冷效率基本不受温度影响；在相同进气温度下，涡流管的制冷温度效应、单位制冷量及制冷效率都随冷流率的增大呈先增大后减小的趋势；存在一个最佳冷流率范围使得制冷温度效应、单位制冷量、制冷效率最大，但它们各自的最佳冷流率范围不同。     

叶轮进口边位置对自吸泵性能的影响分析

为研究自吸泵叶轮气液混合能力对自吸性能的影响,在叶轮原模型基础上,设计了叶片不同进口边位置的5种模型方案.采用VOF多相流模型对不同方案全流域进行三维定常数值计算,研究对自吸性能的影响规律.针对350WFB-1200-50型外混式无密封自吸泵,初始条件设定进水S型弯管中含一定体积的空气段,出口处设置含气率监测点.结果表明:针对中高比转速叶轮,进口边沿后盖板位置向出口前掠,使得叶轮进口边工作时对流体分时加载,可以有效提升叶轮的气液混合能力,从而缩短自吸泵的自吸时间;在一定前掠角度范围内改变进口边位置对自吸泵的扬程和效率影响不大,但是当叶片进口边向出口位置前掠超过一定范围时,会导致自吸泵扬程明显下降;当叶轮进口边前掠10°时,额定工况下自吸时间缩短25％,自吸性能明显得到提高.