紊流工况下椭圆轴承性能研究

本文主要介绍:(1)紊流工况下椭圆轴承的方程(雷诺、流量和阻力方程),计算框图以及计算中的几点考虑:紊流系数的选取;油膜破裂区阻力的考虑;紊流系数中的局部雷诺数R_h值;紊流流道中出现层流段的考虑等。(2)紊流工况和层流工况轴承性能差异分析。(3)紊流工况椭圆轴承的性能曲线和分析。(4)对某机组用椭圆轴承结构、参数的建议。     

蒸汽冷却厚壁通道传热性能的耦合传热研究

基于厚壁带肋通道蒸汽冷却实验数据,发展了含有内热源项的耦合传热计算方法,研究了雷诺数、热流密度和湍流度对厚壁矩形带肋通道内蒸汽流动及传热特性的影响,同时对比了耦合传热方法和只计算流体域方法之间的差异,并在此基础上对努塞尔数与雷诺数、热流密度和湍流度之间进行数值拟合,得到了厚壁带肋通道的传热关联式。研究结果表明:含有内热源项的耦合传热计算模型可以准确地模拟厚壁带肋通道内蒸汽的流动与传热特性,只计算流体域模型对传热系数的预测较耦合传热模型低10%;热流密度对厚壁带肋通道蒸汽摩擦和传热特性的影响较小,高热流密度使得壁面传热效果变差;雷诺数从10 000~90 000变化时,平均传热系数和综合传热因子分别提高了76%和63%,而湍流度从3%~15%变化时,平均传热系数提高了大约24%,综合传热因子提高了19.8%。该研究可为未来重型燃机叶片冷却结构设计提供参考。     

蒸汽蓄热器放热过程中蒸汽带水规律的试验研究

本文通过对蒸汽蓄热器放热过程的分析,运用相似理论,从描述蒸汽带水过程的数学方程中整理出蒸汽湿度准则关系式,并以水为工质,在蓄热器放热试验台上进行了试验,将试验数据代入准则关系式,回归计算得到了蒸汽湿度计算公式。在实际蒸汽蓄热器的工业性试验中,用该公式计算得到的湿度和实测湿度基本相符。     

垂下液膜式水平管蒸发器的换热特性

采用层流和紊流两种模型对一水平管外垂下液膜的强制对流蒸发换热性能进行了数值计算．对管顶部的冲击滞止区和管侧部的自由绕流区分别采用不同的坐标变换方法进行微分方程组简化．根据滞止区计算结果确定自由绕流区的初始边界条件,排除了以前类似计算中人为假定计算边界条件的缺陷．紊流计算采用壁面函数法．数值计算结果确认了液膜蒸发量对换热系数的影响可以忽略,液膜内温度分布不能近似为线性分布．计算结果和作者的实验数据及其他研究的实验数据进行了比较,实验值处于层流解和紊流解之间,更靠近紊流解．对水和Ｒ１１两种工质,紊流解和实验值吻合得很好     

岩溶管道的折算渗透系数取值探讨

为完善岩溶管道的折算渗透系数计算方法,基于Izbash指数方程,在考虑了局部水头损失和沿程水头损失的条件下推导了岩溶管道的折算渗透系数公式,并通过建立弯折岩溶管道模型验证该方法的合理性。基于此弯折岩溶管道模型,采用单因素分析法,讨论了4种流态分区(层流区、水力光滑区、第二过渡区和水力粗糙区)下折算渗透系数对水流的雷诺系数、岩溶管道直径和弯折角度以及岩溶管道计算长度的响应。结果表明:(a)岩溶管道较短时,大雷诺系数和水流边界条件的急剧变化会产生较大的局部水头损失,此时推导的考虑局部水头损失的折算渗透系数可以较好地反映实际情况。(b)岩溶管道直径对折算渗透系数的影响最大;雷诺系数只在层流区影响较大,其他3个流态区雷诺系数、弯折角度和岩溶管道计算长度的影响与管道直径相比较小。     

雷诺时均模拟的两种转捩模型比较

对两种基于RANS方程的转捩模型进行分析讨论,这两个模型都只需采用局部变量计算,其中SST-γ-Reθt模型基于实验经验公式,层流动能模型基于转捩现象。两个模型都被耦合到RANS低雷诺数湍流模型中,并通过不同工况下T3系列平板的数值计算对模型进行评估。结果表明转捩模型较原湍流模型需要消耗更多计算资源;相对层流动能模型,SST-γ-Reθt模型对y+更为敏感,在无压力平板算例中两个模型能够较为准确地预测转捩,只有在湍流度增大时,SST-γ-Reθt模型预测的精度才会下降;在有压力梯度情况下,两个模型预测转捩起始点都较实验值延后,当来流雷诺数较大时层流动能模型预测的转捩长度较实验值偏小;从平板上不同位置(层流区、转捩区和湍流区)湍动能的分布情况能够看出SST-γ-Reθt模型只是在数值上模拟转捩过程,并不考虑转捩内在规律,层流动能模型预测结果与实验值较为吻合。     

水平管排外降膜蒸发换热特性

采用层流和紊流两种模型对水平管外垂下液膜的强制对流蒸发换热性能进行了数值计算 .计算中 ,对管顶部的冲击滞止区和管侧部的自由绕流区分别采用不同的坐标变换方法进行微分方程组简化 .根据滞止区计算结果确定自由绕流区的初始边界条件 ,排除了以前类似计算中人为假定计算边界条件的缺陷 .紊流计算采用壁面函数法 .计算结果和作者的单管和管排实验数据及其他研究的实验数据进行了比较 ,结果表明 ,实验值处于层流解和紊流解之间 ,更靠近紊流解 .实验证明 ,单管和三管管排的平均换热系数十分接近 ,数值计算结果对管排中各管都能适用     

牛顿流体中的固体颗粒运动模型分析及应用

从更普遍的情况出发,重新推导了任意流体流速及固液密度条件下的牛顿流体中的固体砂粒运动（沉降或上升）末速计算模型。根据已有的实验结果,分析比较了过渡区和层流区各种阻力系数模型计算的准确性,以及各流型之间过渡时的基本变化特征。结果表明,层流区各阻力系数模型计算结果相差不大;过渡区阻力系数计算模型中,窦国仁、董长银、Кляико、S.H.A llen、冈恰洛夫5种公式准确性依次变差;层流区向过渡区的计算结果转变比较平滑,而过渡区向紊流区的转变明显不连续。     

垂直管道颗粒沉降速度的影响因素

 针对深部资源开采的“高井深”问题,研究了垂直管道水力提升过程中颗粒沉降速度的影响因素。基于球形颗粒的水中沉降机理,分别建立层流区、过渡区及紊流区的颗粒沉降速度表达式,对影响沉降速度的颗粒粒径、颗粒密度及水温进行敏感性分析,并考虑颗粒形状及浓度对沉降速度的影响。结果表明,在层流区和过渡区,各因素对沉降速度影响的敏感度随颗粒密度ρ_s与水密度ρ之间比值不同而变化,当层流区ρ_s >2ρ及过渡区ρ_s >3ρ时颗粒粒径 >颗粒密度 >水温,当层流区ρ_s<2ρ及过渡区ρ_s<3ρ时颗粒密度>颗粒粒径>水温;在紊流区,各因素对沉降速度影响的敏感度为颗粒密度 >颗粒粒径 >水温;球形颗粒沉降速度理论值大于不规则颗粒沉降速度实际值,可采用颗粒形状系数加以修正,且在干涉沉降过程中采用Richardson-Zaki 公式,使计算结果符合工程实际。     

空气沿水平板混合对流放热的试验研究

用电加热的平板模型在风洞中进行了试验,分别测得了加热面向上及向下时混合对流的局部放热系数。试验的范围为风速u=0.1～25米/秒,传热温差T_w-T_f=25～106℃。试验表明浮升力对水平强迫对流的影响与加热面的朝向有关。试验结果已部分地整理成准则方程式。     

高温平板上过冷水喷流冲击沸腾传热的最小热流密度点

运用两相流边界层理论，对高温平板上过冷水自由喷流沸腾传热曲线最小热流密度点所对应的稳定蒸汽层内蒸汽极限流动条件进行了理论假定，得到了计算最小热流密度点热流密度和壁面过热度的半理论式．公式系数利用现有实验数据拟舍得到．研究发现，最小热流密度与壁面过热度、喷流雷诺数的平方根成正比，而与喷流直径成反比．最小热流密度点的壁面过热度基本只与水过冷度线性相关．半理论半经验式能较好地预示实验结果．     

雷诺数对不同圆角率3∶1二维矩形柱体气动力的影响

在低紊流度的均匀流场中对4种圆角率(R/D=0,5%,10%,15%)的3∶1二维矩形柱体模型进行了刚性模型测压试验.试验雷诺数的变化范围为1.1×105~6.8×105,通过风压时程积分的方法获得了模型的气动力系数时程.研究了4个模型的气动力系数及其功率谱随雷诺数的变化规律.研究表明,圆角率为R/D=0和5%的模型的平均阻力系数随雷诺数的增大而增大,而圆角率为10%和15%的模型的平均阻力系数、均方根阻力系数和均方根升力系数随雷诺数地增大出现了明显地跳跃.圆角率为R/D=0和5%的模型的气动力系数功率谱曲线随雷诺数的变化较小,但圆角率为10%和15%的模型的气动力系数功率谱曲线呈现了明显的雷诺数效应.此外,3∶1二维矩形柱体模型的Strouhal数随着圆角率的增大而增大.     

水流量对热轧钢板层流冷却过程对流换热系数的影响

提高带钢层流冷却控制模型的精度,关键是建立精确的对流换热系数与冷却工艺之间的关系.采用有限差分法和反向热传导法,获得了实验条件下钢板表面的对流换热系数及表面温度.研究了不同水流量(0.9～2.1 m3.h-1)对换热系数与表面温度变化规律的影响.在层流冷却过程中,对流换热系数与表面温度呈非线性关系;在距离驻点70 mm内,水流量对换热系数随表面温度变化规律没影响;远离驻点70 mm外,对流换热系数比随远离冲击区驻点距离的增加而减小.采用所确定的换热系数计算得到的温降曲线与实测曲线吻合较好.     

钢筋混凝土梁裂缝分布受保护层厚度影响试验研究

通过12根保护层厚度不同的钢筋混凝土梁试验,量测了正常使用各级荷载下受拉区内不同高度梁侧面处的裂缝间距与裂缝宽度.分析了混凝土保护层厚度变化对平均裂缝间距和平均裂缝宽度的影响规律.结果表明:底面至侧面1.5as范围内,平均裂缝间距和平均裂缝宽度随保护层厚度c的增加而增加.确定了裂缝宽度最大值的出现位置:c=60～70 mm时在粱底面;c=40～50 mm时在梁底面,但梁腹处裂缝也有一定宽度;c=20～30 mm时在梁腹.研究了保护层厚度不同的钢筋混凝土梁受拉区范围内不同高度处与钢筋重心水平对应的混凝土侧表面裂缝宽度之间的比值关系,通过理论分析与试验数据拟合,提出了该比值的计算方法,比较结果表明计算值与实测值吻合较好.     

空气横掠平翅片管的换热与流动数值研究

对平直翅片管外不可压缩空气稳态、层流流动的传热与流动阻力特性进行了三维数值模拟,分析了入口流速以及管离翅片入口段的不同位置对流动与换热的影响,得到了阻力因数以及翅片和管壁面的平均努塞尔特数随雷诺数和管相对位置变化的关系曲线;给出了翅片的温度以及局部努塞尔特数的分布;并以翅片效率为目标函数,获得了6种不同管位置在不同雷诺数下的最佳结构型式,利用本文算法对参考文献的试验数据进行验证,模拟结果与试验数据吻合较好,验证了模型的可靠性和有效性。     

列管平直波纹翅片的阻力和放热性能

本文对列管平直波纹翅片传热表面气侧阻力和放热性能进行了试验研究。直接从传热系数 K的测定值中将气侧放热系数α_c 分离出来,从而避免了测量平直波纹翅片平均壁温的困难。对于三种不同几何参数的试件,针对阻力和放热性能,本文将试验数据整理成了各自的准则方程,方程可供这种型面的换热器设计计算之用。     

饱和蒸汽静止时膜状冷凝放热的理论——包括低 Pr 数介质(Ⅱ)

本文的任务是把上一篇论文的理论引伸到凝结液膜部分湍流条件下的膜状凝结放热.在这个范围里理论分析和实验结果符合的程度达到和层流范围内努谢尔特理论公式和实验结果符合程度相比拟的地步.根据理论分析的结果设计计算的推荐式可采用:Re=0.025((Ga~(1/3)/(Pr·K))~(1.41)这个推荐式给出的放热系数较纯理论式的结果高36%而与实验结果基本一致,同时亦和多种来源的经验公式相近.本文亦给出适用于极低 Pr 数介质凝结液情况的较一般的理论分析.分析的结果指明,对 Pr《1而部分湍流的情况来说,忽略液膜加速度和液膜本身对流所引起的误差较层流时更大。把这个因素考虑在内则此时放热系数的值比努谢尔特公式给出的值更低得多.文章包括了以图表形式表出的最终结果.     

自然风下大比例模型的雷诺数效应

为了分析阻塞度和洞壁效应对大比例模型风洞试验结果精度的影响,通过制作缩尺比为1∶9的大比例尺流线型桥梁断面模型,安装到高速移动的汽车上,形成不同风速的自然风场。测量了不同车速下(即不同雷诺数)模型的表面压力,拟合了试验数据,研究了自然风作用下高雷诺数区的流线型断面的三分力系数的变化规律以及表面压力分布的特点,并将自然风场数据与风洞试验数据进行了对比。研究结果表明:阻塞度和洞壁效应将对大比例模型的雷诺数效应产生较大影响,其中,当Re3×105时,随着雷诺数Re的增加,考虑阻塞度和洞壁效应影响的阻力系数呈不断减小的变化趋势,而不考虑其影响的阻力系数呈上升的变化趋势;阻塞度和洞壁效应使得升力系数数值变小,而升力矩系数数值却变大;阻塞度和洞壁效应不会改变模型表面最小压力点出现的位置,但是会使模型表面压力系数数值变小。     

竖直板外含不凝性气体的蒸汽凝结过程的研究

本文建立了在含不凝性气体的蒸汽凝结过程中,液膜表面外形成的气-汽扩散层内自然对流传热和传质的物理和数学模型。文中采用积分方法求解描述凝结过程的微分方程组;计算了凝结放热系数九及传质系数k,并讨论了一些主要参数对凝结放热系数及传质系数的影响。     

用CFD研究搅拌器的功率曲线

文中用计算流体力学的方法研究了搅拌器的功率曲线 ,对不同雷诺数范围分别进行了模拟。流动场的计算采用多重参考系法。在层流区 ,计算得到的功率曲线与文献数据趋于一致 ;在过渡流区域 ,选用不同的模型进行模拟 ,各种模型的计算结果相差不大 ;在湍流流区 ,计算得到的功率准数误差在工业许可范围内。