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.     

操作参数对等离子体射流传热和流动的影响

应用大气压热等离子体射流传热与流动的三维数学模型,预测了氩等离子体射流射入空气环境时的温度、速度及卷吸空气质量分数分布,并与文献中同等条件下的实验结果进行了比较,结果相吻合.在此基础上,分析了射流入口温度和速度变化、工作气体中添加高导热系数气体以及液料注入对射流卷吸环境空气和热等离子体射流传热与流动过程的影响.     

应用LDV测量柴油机高压喷雾对空气的卷吸

用猝发信号频谱分析多普勒测速仪（ＢＳＡ－ＬＤＶ）对柴油机高压喷雾的空气卷吸速度进行了测量，并分析了喷雾卷吸空气的量，结果发现，随喷油压力提高，空气卷吸速度增大；随轴向距离的增加，喷雾对空气的卷吸速度由小变大，再逐渐变小；接近喷 雾头部，喷雾对周围空气的作用将由卷吸成为排推，与气体射流比较，柴油机高压喷雾卷吸空气的量约小２／３。     

CSP辊底式均热炉钢坯氧化烧损的数值模拟

基于数值模拟方法研究65Mn钢坯在均热过程中氧化层的动态增长过程。根据紧凑式带钢生产(CSP)均热工艺特点,利用等效热阻和等效质量法,以实验均热炉为研究对象,建立三维非稳态钢坯均热过程氧化烧损数学模型,考虑氧化层的增长对传热过程的影响对氧化烧损量进行计算。利用计算流体力学软件FLUENT6.2计算65Mn钢坯均热过程中加热速度、均热温度及空气消耗系数对钢坯氧化烧损量的影响,首先计算符合工艺要求的稳定的初始温度场,然后耦合氧化烧损UDF程序,进行计算分析。研究结果表明:在加热过程中生成的氧化层增大了换热热阻,使钢坯的加热速度减小;钢坯氧化烧损量随加热速度的增大而减小;当达到同一特定的均热温度时,钢坯氧化烧损量随空气消耗系数的增大近似呈线性递增;当空气消耗系数一定时,钢坯氧化烧损量随均热温度的提高而急剧增加;数值计算结果与实验结果变化趋势一致,并在CSP均热温度范围内较吻合。     

正癸烷热空气伴流抬举火焰特性研究

实验研究了不同伴流温度、不同燃料摩尔分数条件下正癸烷热空气伴流抬举火焰的相关抬举特性.实验结果表明,在伴流空气温度低于燃料自点火温度时,正癸烷抬举火焰底部呈现典型的三叉火焰结构.在引入浮力速度后,临界抬举速度和燃料当量比条件下的火焰传播速度具有很好的相关性;将临界抬举速度和临界吹熄速度进行无量纲化后,二者都和伴流空气温度具有很好的线性相关性.燃料火焰抬举高度随射流速度增加而增加,随伴流空气温度增加和燃料摩尔分数增加而减小.     

不同进料方式下气液喷射器内流体流动和混合特征

利用Fluent模拟了喷射器内气液两相在不同进料方式下（气体进口中心线与液体进口中心线偏移量不同）的流体力学和混合特征。其中A方式偏移2.5 mm;B方式偏移0 mm;C方式偏移4.0 mm,此时气体与液体完全相切进料。结果表明：在相同的喷嘴速度时,A方式下喷射器压力降与空气卷吸量最大,C方式下气体和液体的碰撞机会少于其他进料方式,压力和空气卷吸量最小,B方式下喷射器压力降与空气卷吸量居中;而混合效果随着偏移量由大到小（C、B、A）依次增强,但是增强效果不很明显。同时,还以C方式为例讨论了喷射器内喷嘴速度与压力降及空气卷吸量的关系,两者都随着喷嘴速度的增大而增大,且喷射器的压力降与空气卷吸量呈显著的线性相关,相关系数高达0.984。根据模拟结果分析,当3种进料方式压力降相同时,C方式气体卷吸量最大,即相同喷射性能时C方式的能量损失最小。     

非牛顿流体的点接触弹流润滑理论与实验研究

为研究等温条件下幂函数非牛顿流体的弹流润滑特性,基于Ostwald本构模型,采用普适流体润滑方程来求解非牛顿流体润滑问题,探讨了等温、稳态条件下流变指数、载荷、卷吸速度等参数对点接触弹流润滑特性的影响,并与相同工况下牛顿流体弹流润滑的结果进行了比较.再以某一特定流变指数的流体进行弹流润滑实验测量其膜厚,分析卷吸速度和载荷对膜厚的影响.结果表明:润滑剂的非牛顿性越显著,润滑膜厚会越小,压力分布会越接近Hertz接触应力分布,载荷和卷吸速度对非牛顿流体的润滑膜厚及压力分布的影响比对牛顿流体的影响要小.同工况下,非牛顿流体的膜厚均小于牛顿流体的膜厚.从实验测量结果与数值计算结果对比分析可以得出,卷吸速度和载荷对膜厚的影响趋势基本吻合.     

受限射流流场热量传递特性的实验研究

锅炉煤粉燃烧往往是通过煤粉与空气混合后喷射进入炉内卷吸高温烟气而预热、着火的,其着火过程的早晚与射流和烟气间的热量交换情况关系极大.而这种交换实质上就是射流流股与被卷吸的气流之间的质量、动量和热量传递的结果,在湍流情况下这三者之间是相互影响的.尽管对湍流射流的研究比较成熟,有大量的文献资料可以查阅,然而由于射流流场的复杂性,大多数结果很难直接应用于具体的实际情况.如上所述,要计算射流与卷吸气流间的热通量就是一件较困难的工作.有鉴于此,本文对受限平面射流流场进行了实验测定,以模拟炉内冷态流动情况,而重点放在射流流股与外卷吸气流间的热量传递过程的测量与计算.实验的具体做法是用热线风速仪和热电偶测定流场的速度、脉动速度、温度及温度梯度,并结合湍流单方程模型计算出射流流场的热流分布,尤其是扩散热流的分布.     

基于ANSYS的高温下热电单偶的焦耳热分布特性研究

在高温工作条件下,热电器件由于内电阻的存在会产生较大的焦耳热,并对其热场特性产生显著影响.为准确描述高温工作条件下热电器件内部焦耳热的分布特性,以高温硅锗合金热电单偶为例,在考虑了热电单偶与导电铜片之间接触效应的基础上,通过ANSYS软件对硅锗合金热电单偶在高温工作条件下的传热过程进行有限元分析,获得了热电单偶的稳态温度分布曲线,并分析了等效计算中热源温度对焦耳热分布的影响.研究表明,由于焦耳热的影响,热电单偶内部温度由线性分布变为非线性分布;随热源温度的升高,反馈给热端的焦耳热占比不断减小,由冷端导出的焦耳热占比不断增大,直至焦耳热全部由冷端导出.     

基于Airpak的夏季空调室内热环境数值模拟研究

基于Airpak软件,选用室内零方程湍流模型对一夏季空调办公室内热环境进行了三维数值模拟,得到室内气流组织下的流场、温度场分布.采用PMV-PPD与空气龄指标对室内人员热舒适性及空气品质进行了评价,并通过测试室内温度、风速参数,验证了数值模拟结果的准确性.研究表明:对于分体式空调器房间,气流组织分布与空调器的安装位置、室内设备的摆设以及室内人员的分布有关,不同的气流组织将形成不同速度场和温度场.室内温度场分布在水平方向比较均匀,在垂直方向产生明显的温度分层;室内零方程湍流模型能准确快速模拟空调通风房间气流组织分布,PMV-PPD与空气龄指标能对人体热舒适及空气品质进行数值预测与评价,为房间空调器送风温度、速度参数的合理设定提供参考依据;热环境数值模拟对空调系统的气流组织设计、运行调节具有重要的指导意义.     

空气幕对厂房低湿环境控制效果的影响

为了探讨空气幕对提高低湿厂房内的热湿环境控制效果的影响,通过ICEM建立几何模型并划分计算域网格;利用CFD数值模拟得到厂房内的风速场、温度场、湿度场;分析空气幕的安装位置和送风速度对厂房温湿控制的影响.对比无空气幕的情形发现,两侧安装空气幕时厂房内平均温度降低了2.9℃,平均含湿量降低51.4％.对进出料口处的热湿交...     

明渠水流速度对自掺气发展影响的试验研究

采用针式掺气浓度仪对有压出口后明渠水流表面自掺气的发展过程进行了详细测量,研究了不同出口流速条件下掺气发展区的掺气浓度分布及其沿程发展变化情况,分析了流速对自掺气发展的影响。试验结果表明：随着出口流速的增大,相同断面处水流平均掺气浓度不断增加,掺气区向渠道底板扩展更加充分;在断面平均掺气浓度相同的条件下,水流速度越大,水体紊动程度越高,气泡向渠道底板方向扩散越明显。结合紊动扩散理论分析,认为流速对明渠自掺气扩散的影响包括提高水流掺气浓度和增大水体紊动扩散系数两个方面。     

二元混合流掺气特性初步研究

本文利用最近研制成功的微电脑掺气浓度实时量测和数据处理系统,对混合流各序列流态的掺气浓度进行了量测,分析了混合流掺气浓度的分布规律、从而证明了混合流确系射流与水跃流的混合流动。同时还初步探明局部水力现象中自掺气的结果,与消能效果之间并不存在必然的联系。     

无管换热器的稳态换热特性

对无管换热器中颗粒帘换热单元的稳态换热特性进行了研究,为目前空气预热器的研究提供新的指导方向.通过传热数学模型构建、详细数学计算和定量分析,研究了颗粒质量流量对换热单元以及无管换热器出口温度的影响.研究结果发现,在颗粒帘换热单元中,当颗粒质量流量足够时,冷流体加热后的出口平均温度可无限接近热流体初始温度,冷热流体之间实现深度换热,换热效果明显;在满足颗粒帘空隙率大于0.98的条件下,颗粒质量流量越小,气固颗粒在换热通道中越容易达到换热平衡;由于换热单元中间冷热源-气固颗粒之间的温差小,换热单元的换热效率低,使得由换热单元组成的无管换热器冷热气体之间的整体换热效率较低.     

波形板分离器的冷态实验研究

为了深入研究波形板内的液滴分离和二次携带现象的机理,优化波形板结构,针对波形板汽-水分离器展开了冷态实验分析.实验采用空气与雾化水混合而成的汽水混合物模拟湿蒸汽,分别对无钩、单钩和双钩这三种板型在不同速度下的分离效率进行了测量,并对实验数据进行多元线性回归分析,获得了可以指导设计的波形板分离效率的无量纲经验公式.实验表明:双钩波形板的分离效果最好;在入口流速较低时,提高流速有利于提高分离效率,但在流速超过临界破膜速度6.7 m/s后,二次携带现象明显,导致分离效率降低.     

海底管线溢油数学模型研究

基于Lagrangian积分技术,推广了海底管线溢油数学模型,在模型中首次考虑了溢油的乳化,同时还考虑了剪切卷吸和对流卷吸以及溢油的扩散和溶解.该模型不但能够模拟不分层或分层环境中的水下溢油轨迹,而且还可以在改变水流流速的环境下模拟.讨论了不同Froude数、分层数以及溢油速度和水流速度比下的溢油轨迹和浓度值,通过多次数值模拟发现在改变小孔直径大小而保持Froude数以及溢油初速度和水流流速比不变的情况下,溢油的轨迹变化很小,且溶解总量和乳化总量都很小.将数值模拟结果与实验值进行对比,获得了令人满意的数值结果,说明该模型具有较高的准确性和可靠性,能够反映出海底管线溢油的扩散及上升轨迹.     

Simulation study on factors influencing the entrainment behavior of liquid steel as bubbles pass through the steel/slag interface

In this study, a water/silicone oil interface was used to simulate the steel/slag interface in a converter. A high-speed camera was used to record the entrainment process of droplets when air bubbles were passed through the water/silicone oil interface. Motion parameters of the bubbles and droplets were obtained using particle kinematic analysis software, and the entrainment rate of the droplets was calculated. It was found that the entrainment rate decreased from 29.5% to 0 when the viscosity of the silicone oil was increased from 60 mPa·s to 820 mPa·s in the case of bubbles with a 5 mm equivalent diameter passing through the water/silicone oil interface. The results indicate that increasing the viscosity of the silicone oil is conducive to reducing the entrainment rate. The entrainment rate increased from 0 to 136.3% in the case of silicone oil with a viscosity of 60 mPa·s when the equivalent diameter of the bubbles was increased from 3 mm to 7 mm. We therefore conclude that small bubbles are also conductive to reducing the entrainment rate. The force analysis results for the water column indicate that the entrainment rate of droplets is affected by the velocity of the bubble passing through the water/silicone oil interface and that the entrainment rate decreases with the bubble velocity.     

钝体回流区二次风掺混实验研究

针对装有钝体燃烧器的燃煤粉锅炉，就其二次风对一次风喷口内回流区的掺混影响进行了一系列冷态实验研究．结果表明，二次风对回流区的影响主要表现在：限制了大空间卷吸进来的质量，加强了一次风内回流作用，使一次风主流轴线向内弯曲，使回流区缩短，同时对回流区尾部产生一定的掺混影响．这些影响的强弱程度与喷口间的相对距离和二次风的流速有关．研究结果将对实际煤粉锅炉一、二次风喷口距离和一次风量的选择有一定参考价值．