等离子体发生器导流板结构优化研究

高效滤芯是空气净化器的关键部件,当空气净化器中流向高效滤芯部分的送风不均匀时,会导致滤芯利用率较低,从而影响滤芯的过滤性能.为提高滤芯的使用效率进而改善装置的净化性能,可以在风机和高效滤芯之间放置导流型等离子体发生器,利用发生器的导流板使送风气流更均匀的吹向滤芯.为探究适宜的导流板结构参数,采用数值模拟的方法对不同结构参数导流板下的流动过程进行分析,通过对比滤芯使用率和送风均匀性等指标,给出适宜的导流板长度和张开角度设计方案.研究结果表明,对于本文研究的净化器尺寸,导流板设计长度为100 mm、张开角度为10°时的送风更均匀.优化后的尾部导流板结构简单、设计合理、使用方便,分散了送风气流的方向,更有利于提高后端高效滤芯的利用率和使用寿命.     

空气滤清器的空气动力学仿真及优化

采用多孔介质模型,针对某空气滤清器及其管道的空气动力学特性开展数值模拟,分析空气滤清器及其管道的流动阻力损失和空气滤清器滤芯流动均匀性,并进一步研究采用插入管结构、内置挡板结构后的流动特性。研究结果表明:采用进气插入管结构有效地降低流动阻力损失,降低滤芯流动均匀性,随着插入管长度的增加,流动均匀性呈现降低的趋势;采用挡板结构提高流动阻力损失,降低滤芯流动均匀性。进气插入管入口采用斜截面结构流动阻力略有增加,但可以有效地提高滤芯流动均匀性。     

柴油机旋流器导流片参数对气体流动的影响

研究柴油机旋流器导流片的形状尺寸对导流片之间气体流动性能的影响.使用CFD软件对导流片间的二维流场进行模拟计算,在不同导流片形状参数下,对计算得到的评价导流片导流性能的参数--出口气体平均流速和流动损失系数进行了对比.计算结果表明,当导流片出口角较小,出口直段较长,导流片圆弧半径较大时,出口气体水平平均流速较大;导流片出口角较大、入口和出口直段较短、圆弧半径较大时,流动损失系数较小.计算结果与旋流器的稳流试验结果基本一致.     

罩式炉内循环保护气体流动特性的模型化研究

分析了导流板自身的结构特点,考虑了循环气体沿导流板四周的流动,采用流动阻力分析和预测校正方法,对炉内循环气体流量分配进行了模型化,并对影响流动分配的相关影响因素(循环气体成分、温度、循环流量、壁面粗糙度和炉台底部导流器的出口角度)进行了敏感性测试.模型化结果与CFD软件模拟结果及现场流场测试结果基本一致,同时壁面粗糙度在低于0.002 m的范围内对循环气体流量的分配影响较为明显,而高于0.002 m的范围内对循环气体流量的分配影响较小,其余因素对炉内循环气体的流量分配影响较小.     

冬季工况下入口参数对再生器性能的影响

由于缺少再生器在冬季工况下的性能数据,再生器的设计、运行等都无法根据冬季工况进行.为此,文中搭建了冬季工况下再生器入口空气和溶液参数对再生器性能影响的实验台,得出再生溶液为LiCl溶液时入口空气和溶液参数对再生器出口空气及溶液参数的影响规律如下:出口空气温度、出口溶液温度及出口空气含湿量随入口溶液温度和入口空气温度的升高、入口溶液质量流量以及入口空气含湿量的增大而提高,随入口空气质量流量的增大而降低;增大入口溶液中LiCl的质量分数会使出口空气温度和出口溶液温度升高,而使出口空气含湿量减少.文中还建立了再生量和再生效率的关联式,该关联式可用于冬季工况下再生器的设计、运行及性能研究.     

基于湿式空气治理技术的车载空气净化装置的研制

为解决汽车内空气污染问题,创新地引入了湿式空气治理技术,研发了一种基于湿式空气治理技术的车载空气净化装置。综合考虑经济成本、使用习惯、使用寿命并结合传感、智能控制等技术,设计了5种型号的产品,经实验室模拟测试,得出主要性能指标,由数据判断该产品可以应用到汽车内空气污染的治理。该车载空气净化装置很好地克服了现有的汽车空调滤芯及车载空气净化器的弊端,是对现有的汽车内空气污染治理技术的有益补充。     

离心风机变工况流场分析

本文采用CFD商用软件FLUENT6．1对离心风机在不同工况下的内部流场进行了三维数值模拟,通过对比不同工况下离心风机内部流场的情况,找出不同工况下离心风机流场的变化,发现了叶轮入口正预旋受到蜗壳结构影响和不均匀性,小流量情况下空气流动受蜗舌影响显著。对减小流量变化对离心风机的影响,拓宽离心风机的工作范围的研究提出了一些建议。计算中采用了标准k-ε湍流模型与非结构化网格。     

基于理想除湿效率的液体除湿空调系统性能影响因素分析

以质量守恒、能量守恒定律为基础,提出液体除湿空调系统理想除湿效率的概念.建立数学模型并结合已有实验研究,对空气和盐溶液的质量流量、入口温度及入口含湿量、入口浓度等因素与系统溶液除湿性能之间的关系进行了分析.结果表明:虽然单一增大溶液质量流量或减小空气质量流量都可以增大系统液气比,但这两种情况中系统除湿效率的增长规律是不同的;在不同液气比下,理想除湿效率均随空气含湿量的增大呈现出先增大后减小的规律;液气比越大,理想除湿效率变化转折点所对应的空气含湿量越大;除湿效率将随溶液入口浓度增大而增大,而空气入口温度及溶液入口温度对除湿效率无显著影响.文中结果校正或拓展了已有的研究结果,并更加精细、合理.     

内燃机排气净化器流场均匀性的研究

内燃机排气净化器内的流场均匀性对净化器的使用性能及使用寿命具有非常重要的影响.文章利用CFD软件对内燃机排气净化器内的流场进行了计算;在此基础上,研究分析了净化器内流场分布均匀性的影响因素;通过研究,获得了排气流速和净化器结构参数对净化器内流场分布均匀性的影响规律.研究结果可以为内燃机排气净化器结构的合理设计提供依据.     

发动机用平板型空滤器流动阻力特性分析和改进

为减小平板型空滤器流动阻力以增大进气量,对平板型空滤器流动阻力特性开展了实验研究,获得了空滤器流动阻力随流量变化的规律和阻力构成成分。阻力随流量的增大而加速增大,滤芯阻力约占整个空滤器阻力的一半,入口流量为120m3/h时,总阻力为915.3Pa,滤芯阻力为426.4Pa。在实验获得滤芯阻力参数的基础上,提出采用多孔介质跃升模型对平板型空滤器内部流场开展三维数值仿真分析,结果表明,仿真结果与实验结果比较吻合,最大误差为5.67%。滤芯阻力同样约占整个阻力的一半,另一半阻力主要为出口处阻力,其余壁面阻力约占15%。最后,在实验和仿真分析的基础上,提出了改进模型并进行了仿真分析。结果表明,改进模型阻力有较大程度的下降,入口流量为120m3/h时,总阻力为588.2Pa,较原始模型下降了32.2%;增大空滤器流通横截面积是减小阻力以增大进气量的有效手段,改进空滤器壁面的平滑性是补充措施。     

空气静压轴承动态性能仿真研究

空气静压轴承具有较小摩擦、运转平稳、使用寿命长、回转精度高且无环境污染等优点.以孔式节流空气静压轴承作为研究对象,利用建模软件,建立孔式节流空气静压轴承三维实体计算模型.通过计算流体动力学（CFD）原理,对该模型网格划分后模拟仿真轴承在一定偏心率下的旋转状态,计算并得出气膜压力分布图,分析其在不同供气压强和不同旋转速度对轴承承载力的影响,并得出影响轴承承载力因素的变化曲线.研究结果对孔式节流空气静压轴承结构设计优化具有可靠性的指导意义.     

四种交叉V型吸热板-底板太阳能空气集热器热性能的数值模拟对比分析

作为最常用的一类平板型空气集热器,V型波纹吸热板空气集热器近年来被广泛应用和研究.采用相同几何尺寸(长2m,宽1m)的波形板,构成四种不同流道的交叉V型吸热板-底板太阳能空气集热器,应用太阳载荷模型,利用FLUENT软件,对集热器在倾角为30°,入口空气流量为60m3/h的工况进行了三维数值模拟,得到集热器不同位置的温度场、吸热板中心宽度0.5m处的平均努赛尔数和瞬时效率,并对其进行了对比分析,得出空气集热器的V型吸热板横向放置、底板纵向放置结构的瞬时效率最高.     

基于中高温冷凝热再生的溶液再生器模拟

为探究不同入口参数对溶液除湿再生量的影响,提出一种溶液除湿与中高温热泵耦合的空调系统,将中高温热泵的冷凝热应用于溶液除湿空调系统的溶液再生。通过建立溶液除湿再生器仿真计算模型,研究了不同入口溶液和空气参数下溶液出口浓度和再生器内温度分布情况,并与中低温冷凝热再生进行对比。结果表明:随着空气入口侧风量、溶液入口侧温度、溶液入口侧流量的增加再生量呈上升趋势;随溶液入口侧浓度的增加再生量呈下降趋势;在80℃附近的冷凝热溶液再生量比40℃时高1. 5～1. 9 g/s。     

结构与风机流量对负压通道流动特征的影响

为同步包装机的物料交接和吸附工序，提出一种含多个负压吸盘的主墙板与副墙板联合通道. 基于计算流体动力学技术，建立负压通道流场模型. 结合RNG k-ε湍流模型与增强壁面处理，探讨通道结构参数与风机流量对流场压力与速度分布的影响. 结果表明，渐扩管、导流构件与负压风机位置对空气流动影响较大. 渐扩管处的旋流效应会加剧压力损失，负压吸盘附近的导流构件能够降低气流紊乱度，风机布置在通道中心时将显著提高气流平均速度. 基于层次分析法，建立流动特征综合性能量化模型. 当风机流速为13 m/s时，改进结构中主墙板与副墙板的流动性能分别提高53%与21%. 风机流速增加到18 m/s时，风机的影响效果高于结构的影响.     

变截面烟道内导流板与布风板对再热器入口流场影响

为了分析导流板和布风板对变截面烟道内再热器入口速度分布均匀性的影响,基于N-S方程,首先对无导流板和布风板的原始烟道进行了三维流热耦合数值模拟研究;然后与仅安装导流板和同时安装导流板与布风板的烟道模型计算结果进行了对比。得到了三种不同结构条件下扩张段内流场,以及再热器入口截面速度场标准偏差系数的对比结果与变化规律。结果表明:(1)在无导流板和布风板的原始烟道中,烟气在扩张段内的速度分布极其紊乱,进而造成再热器入口速度分布极不均匀;(2)导流板的安装有利于提高再热器入口速度分布的均匀性,相对于无导流板和布风板的再热器入口截面的标准偏差系数C_v降低了15%;(3)布风板的安装不仅能够提高再热器入口速度分布的均匀性,而且能够改善布风板上游扩张段内部速度的分布情况,标准偏差系数C_v与无导流板和布风板的烟道流场结果相比降低了30.3%。     

工程车辆散热器的传热特性分析与结构优化

为提高某工程车辆用管片式散热器性能,提出在散热器热管外壁增加导流结构作为改进方案。首先,采用Fluent15.0对原始散热器单元体进行仿真,对比试验数据验证仿真的准确性;其次,在原始散热器单元体的热管外壁增加导流结构作为改进模型,对比改进前后散热器的综合性能;最后,分析导流结构各参数的传热特性并优化导流结构。仿真结果表明:在入口风速为2～12 m/s时,仿真结果与试验数据的压力损失和换热系数的最大偏差在5%以内;入口风速为12 m/s时,改进模型的综合评价因子高出原始模型约6.73%;导流结构的长度、半径与散热器的压力损失和换热系数成正比,而安装位置则与之成反比,结合正交试验与信噪比分析得出的最优导流结构参数为半径r=0.5 mm,长度h=3.0 mm,位置p=5.8 mm。该研究为导流结构在散热器中的应用提供了新的经验认知。     

数值模拟法与传统水力学法在导流围堰设计中的联合应用

水利水电工程施工大多选择围堰隔离河道水流来创造干地作业的条件,导流围堰的修筑关系到主体工程的施工是否能顺利展开.通过对雅口水利枢纽坝址区气象、水文和地质条件的分析研究,采用水动力学数值模拟法建立了流量与围堰的水动力数值模型,在流量为13 500m3/s、3 980m3/s、1 940m3/s 3种不同流量下,对一期导流围堰分别进行水力计算;获得了3种不同流量下,围堰处的上下游水位、进出口流速以及各断面的最大流速;并采用经验水力学法对计算结果进行了复核,从而得出了导流围堰设计的各项参数,并设计了导流围堰的断面形式.通过数值模拟法计算,使得导流计算过程更简便,结果更准确,设计更合理.     

高精度弯管流量计研究

通过数值模拟方法对弯管流量计多项特性参数进行理论研究,得出其测量准确度不仅与传感器自身的管径、曲率半径、弯径比、压力测点位置等几何结构尺寸的准确度有关,而且也与测量使用的条件有关.针对上述影响因素,通过对自身带有直管段整体数控加工弯管流量计的反复实验验证表明:在2σ准则下,弯管流量计可以达到千分之五的测量准确度水平;不同管径情况下,流量系数也具有良好的一致性.     

基于光催化的TVOC净化效果研究及呼吸幕墙空气净化器设计

目的处理呼吸幕墙通道间流动的空气,研究解决工程中节能及室内空气净化的问题.方法设计一种光催化呼吸幕墙空气净化器装置,利用纳米TiO_2光催化技术,降解流经幕墙通道空气中的污染物,然后将净化后的清新空气送入室内;建立实验模型,设置对比试验,测试净化器在不同设置情况下室内TVOC的数值.结果不同条件下(风速、百叶角度、空气与TiO_2接触面积不同时)净化器的最优状态:当光催化呼吸幕墙空气净化器处于三挡风速,按有双层附着TiO_2的百叶窗帘并且百叶角度为180°时为最优状态.在最优状态下该净化器对TVOC的净化率可达84%.结论该净化器节能环保,净化能力强,无二次污染且充分利用了呼吸幕墙空间以及太阳能,展现出其节能环保的优势,推动净化产品的更新换代,具有广阔的市场前景.     

初边值条件对二维通道内降膜流动行为影响的数值分析

在压水堆核电站中,非能动安全壳冷却系统是比较重要的事故缓解措施,其中对水膜流动行为的研究至关重要。目前这些研究较少关注液膜波动现象,也很少考虑空气和水膜界面的剪切力。因此,采用Fluent VOF和k-ε模型对二维矩形通道内单侧水膜流动行为进行数值模拟,并考虑空气和水膜两相交界面的剪切力作用,讨论了液膜入口速度分布、液膜入口宽度、空气入口速度、液膜入口雷诺数以及空气流动方向等因素对液膜厚度沿流动方向变化的影响。模拟研究表明:液膜入口宽度,气体流动方向对液膜表面波动有影响,该表面波动现象与气液两相间的速度差有关,速度差越大,波动越大。在某些条件下,当前的数值模型可再现降膜流动的波动现象。