LNG气瓶传热计算方法及实验验证

以液氮为工质,选取150 L、330 L和450 L等3种规格LNG气瓶进行传热计算.采用饱和均质模型,根据在饱和状态下的热力学关系,拟合出液氮物性参数与温度的关系并编制程序,计算得到了气瓶内介质压力随时间的变化规律.通过与有关文献的液氮升压实验数据对比,验证了该计算模型的有效性.     

风载荷作用下的塔群瞬态绕流及受力分析

以某石化企业的3塔柱作为研究对象,分别对塔群和3个塔柱单独建立计算模型.运用Fluent流动软件,模拟计算3种风速下的塔柱瞬态绕流问题. 3个塔柱直径D分别为2. 8 m、3. 3 m和2. 5 m,间距比L/D分别为1. 98、2. 72和4. 69;雷诺数Re=(1. 50～6. 65)×10~6.计算得到了塔柱和塔群的涡脱频率以及所受升力、阻力随时间的变化规律,由此分析了单塔情况下受力和塔群合力的关系,探讨了单塔和塔群的涡脱频率关系及其群体干涉效应,为石化企业的安全运行提供技术支持.     

叶片式混输泵气液两相流及性能的数值分析

利用Fluent计算软件在多重参考坐标系下采用欧拉方法的双流体湍流模型计算螺旋轴流式叶片泵内高含气状态下的三维气液两相流场.通过对泵内绝对流速、叶轮相对流速、静态压力、气液两相分布及其相间滑移速度矢量的分析,探讨了气液两相介质在泵内的流动规律.结果显示离心力的作用使叶轮内液相主要在轮缘附近流动,而气相则聚集在轮毂附近;泵导叶内气液两相分离状况有较明显改善.通过与泵性能实验结果对比,验证了文中方法对气液两相叶片式混输泵计算分析的有效性.     

运用三维动网格技术模拟计算离心泵的非定常流动

 运用三维动网格技术,对离心泵非定常流场进行数值模拟。使用Fluent流动软件的Profile文件定义叶轮计算域边界面的转向和转速,将所有计算域设在同一个惯性系中。采用弹簧光滑法、动态分层法及局部网格重构法3种方式实现计算域网格变形。在同样的计算模型、计算网格、初始条件、边界条件及软件设置条件下,将动网格与传统的滑移网格计算结果进行了对比。计算结果显示:在经历约5个叶轮旋转周期后,两种计算网格数值结果趋于一致,但动网格的迭代速度几乎是滑移网格迭代速度的3倍。原因是动网格计算仅在一个惯性系中进行,新旧网格节点的拓扑关系保证了良好的计算精度和时间上的连惯性;而滑移网格计算因多参考系之间的数据对接影响了时间上的连贯性、降低了迭代速度。研究表明采用动网格技术可实现水泵的三维非定常流场数值模拟,具有较强的通用性和广阔的应用前景。     

基于数值模拟的烘房加热通风方案优选

 使用Airpak软件,对集装箱烘房内气体流动传热问题进行非稳态模拟计算.针对两种不同送风方案,计算得到了烘房内气流的各种场分布(流速、压力、温度、空气龄等).重点考查了箱体表面的温度场、温升和空气龄随加热时间的变化.所研究的两种烘房送风方案中,方案1是从烘房底部送风,方案2则是把送风口位置抬高到集装箱内部送风,其他条件相同.计算结果表明,与方案1相比,方案2温度场分布更均匀,温度升高更快且空气龄较小(尤其在死角位置).可见采用方案2能较好地保证烘干质量,提高烘干速度,缩短箱体死角位置的加热时间,降低烘干能耗.     

水力旋流器内油水分离过程的三维数值模拟

由于计算模型的局限性,目前对水力旋流器内两相湍流的模拟计算仅限于来流分散相浓度低于10%(体积分数,下同)的情况.文中利用Fluent软件,将多相流欧拉分析方法与各向异性的雷诺应力湍流模型相结合,实现了水力旋流器内油水分离过程的三维数值模拟并预测了分离效率.该模拟可用于来流分散相浓度超过10%、湍流具有各向异性的一般广义情形,展示了油水两相由开始的均相来流逐渐在旋流器内分离、聚合、迁移的过程.实测结果验证了文中对旋流器分离性能预测的正确性.     

多成分混合液体中高频振荡装置产生的压力场的理论计算

在Ｌｏｍｍｅｌ的振动压力场近似公式中引入了多相及多成分混合物中的志波传播速度公式，计算了容器内振动体多成分混合物中产物的压力场，计算结果表明，在振动试件表面附近可产生很高的压力，振动压力场沿空间位置发生脉动变化，振动装置产生的压力波沿振动方向传播很快，而沿横向传播较慢。     

离心泵自吸过程的气液两相流非稳态数值模拟

 选取一种常用的立式外混式自吸离心泵作为研究对象,运用非稳态数值模拟手段,探索自吸离心泵起动后气液两相流动的瞬态过程.研究采用了接近真实自吸情形的设置,选取一段吸入管路充满空气作为模拟计算的初始条件.计算得到了自吸泵内气液两相分布、压力分布和速度分布与时间的关系,叶轮入口和泵出口处气液相流量随时间的变化规律,由此可估算自吸时间.计算发现泵吸入和排出气量的时间主要集中在泵起动的初期,叶轮入口和泵出口处的瞬时含气率分别可达到30.9%和20.2%.此外,蜗壳开孔起到分流排气的显著作用,孔口排气量占整个蜗壳排气量的20%～25%.本文所采用的模拟方法和结果对于研究自吸泵自吸过程和自吸性能,具有一定的理论和工程价值.     

运用CFD-DEM耦合模拟计算离心泵内非稳态固液两相流动

 对于泵内固液两相流数值模拟,一般方法是将固体颗粒相视为拟流体,采用多相流的CFD 方法进行计算,但这难以体现固体颗粒形状大小、碰撞、凝聚和分离等特性。本文以工程中常用的IS 型离心泵作为研究对象,运用DEM 离散元法结合CFD 方法,采用EDEM-Fluent 耦合,模拟计算离心泵内非稳态固液两相流动,探索泵内固体颗粒群运动规律及其对外特性的影响。计算采用的固体颗粒密度为1500 kg/m³,泵入口固相体积率为15%,粒径在1.0～3.0 mm 范围内随机变化。计算得到了固液两相泵随时间的外特性变化,包括泵扬程、泵内固体颗粒体积的变化规律;得到了泵内固体颗粒群的运动轨迹和固相体积率分布等有价值的结果。     

基于Flowmaster软件的恒压泵系统流量调控的能耗分析

供水泵站通常采用阀门或变速(变频)调控来实现恒压供水,2种方式都涉及管路特性曲线或泵性能曲线的变化,这使得实际应用中能耗的定量计算比较繁琐.为此,借助Flowmaster流动系统仿真软件,以某恒压供水站为例,分别计算阀门调控和变速调控方式下泵系统性能的变化,并进行能耗对比分析,研究了恒压泵系统的转速和流量调节范围,为工程应用提供切实可行的计算方法.