空气净化器结构改进与流动性能分析

针对目前传统结构下空气净化器滤芯使用寿命与利用率偏低的问题,通过选取不同的滤芯结构与添加入口导流结构,提出一种优化的空气净化器结构.对空气净化器内部流动效果进行流动仿真研究,采用Fluent软件进行求解,得出静压、速度、湍流参数、质量流率等一系列数据,讨论不同结构对空气流动、滤芯效率及滤芯寿命等性能参数的影响.结果表明,选用圆弧状滤芯搭配入口导流结构,可以在不影响总体流量的情况下,改进流量均匀度,提升滤芯的使用寿命以及利用率.在进一步的滤芯曲率半径优化过程中,得出在导流结构的曲率半径为1 400 mm~1 500mm时可得到更优化结果.     

烟叶烘烤试验箱内流热场数值模拟与导流板参数优化

为了提高烟叶烘烤试验箱内流热场分布的均匀性,采用计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)方法模拟了试验箱内挂满烟叶情况下的气流场和温度场,结合正交试验法探究了箱内导流板结构和布置位置对气流均匀性和温度均匀性的影响。结果表明：考虑交互作用下导流板角度(A)、导流板高度比(B)和导流板距离差(C)三个因子对试验箱内总均匀性影响的主次顺序为A×B>B>A×C>C>A>B×C,交互作用明显。使箱内总均匀性效果最佳的导流板参数组合为A2B1C2。加装最佳组合导流板的温度不均匀度相比无导流板的温度不均匀度降低了62%,速度不均匀度相比无导流板的速度不均匀度降低了68%,改善效果明显。研究成果在改善烟叶烘烤试验箱烘烤质量,提高烟叶烘烤效率以及保证良好烟叶烘烤工艺数据库的建立上具有重要意义。     

风口形式和位置对空气净化器作用的影响研究

东北地区住户在冬季供暖期内经常使用空气净化器来去除室内产生的污染物.为分析空气净化器风口形式和放置位置对室内污染物分布的影响,针对某一典型卧室模型开展了仿真分析.从送风有效性和污染物去除有效性两个方面,分别探究了适宜的百叶风口角度和旋流风口角度,并对比了室内常用的四个摆放位置.结果表明,百叶风口的角度在0～10°为宜,...     

压气机扇形叶栅出口流场周向均匀性影响因素

采用数值模拟方法,研究扇形周向角度、导流板结构形式以及低能流体抽吸对扇形叶栅试验件出口流场周向均匀性和可测量流道数量的影响.在考虑实验室风洞流量条件的基础上,通过对比分析导叶、静叶出口马赫数和气流角的周向分布,确定具有最佳周期性的扇形叶栅设计方案为具有110°扇形周向角、斜导流板且无抽吸的设计方案.研究结果表明,在亚声速来流条件下,增加流道数量(扇形角度)有助于提高扇形叶栅周期性;导流板采用斜导流板形式且无抽吸方案,可以获得具有较好周期性的试验件流场,可测流道数可以增加到5个.     

方形散流器喉部对送风气流均匀性的影响分析

由于水平风管与方型散流器接管不当,导致气流进入散流器喉部扰动较大,从而使散流器四面出风不均匀,影响了室内气流的分布.以散流器四面出风的均匀性指标为研究对象,以数值计算为研究手段,结合实际工程测试数据,对不同风速下改进型散流器的气流分布进行了计算分析,提出了增加散流器喉部导流装置的高度以及在喉部设置角度可调的导流叶片的两种技术措施,并建立了相应的测试平台.测试结果表明,改进后的导流叶片更易平衡垂直于送风方向散流器出口两侧的送风量,从而较易保证散流器四面出风的均匀性,显著提高散流器整体的送风均匀性,较大地改善了室内舒适度.     

板翅式换热器不同结构导流片导流性能的研究

分析了不同结构导流片对板翅式换热器内部物流分配不均匀性的影响,通过改变导流片的内部结构,对其导流性能进行了研究.研究结果表明,板翅式换热器内部存在着物流分配的不均匀性,影响导流片导流性能的主要因素包括导流片的导流角度、雷诺数等,在导流角度为45°、导流片结构参数在0.1～0.2之间时,存在着最佳导流片结构参数值.通过改变导流片的结构参数可有效地改善换热器内部的物流分配,尤其是可很好地改善换热器的横向物流分配.研究结论对板翅式换热器的优化设计具有重要意义.     

脱硫塔弯道导流板流场均化效果数值分析

从脱硫塔弯道结构特点和方便安装的角度出发,设计了弧形导流板和栅栏式导流板,在循环流化床烟气脱硫塔入口弯道以及塔底弯道处各添加与其结构适配的导流板,以降低由于烟气流动惯性产生的偏流。研究利用数值模拟方法,采用Standard k-ε湍流模型对添加导流板前后的塔内流场展开计算分析。结果表明,未添加导流板之前,烟气集中流向弯道外侧,相同截面烟气流量差异较大,通过外侧文丘里管的气流速度为69 m/s,而内侧文丘里管的流速是40 m/s,流量偏差系数值σ_r是0.358,流场均匀性指标不合格。增添了导流板后,烟气偏流现象缓解,内外侧文丘里管的气流速度均达到60 m/s以上,σ_r值下降为0.162,流场均匀性达到合格标准。弯道导流板优化方案提高了流场均匀性和烟气脱硫效率,以较低的结构变动代价实现了内部气道优化。     

双区静电空气净化器性能研究

静电净化器已广泛应用于室内空气净化领域,而双区净化器则更有利于通风气流中超细粒子的捕集.通过典型实验测试和分析,研究了主要结构参数对净化器效率的影响,并对其性能的改进提出了建议.     

平头卡车气动减阻设计及试验研究

为改善某平头卡车气动特性，降低风阻，通过卡车整车风洞试验研究不同部件对阻力系数的贡献，发现导流罩、领口板、后视镜、侧裙板对阻力系数的贡献很大. 根据空气动力学原理对导流罩等对阻力系数贡献大的部件进行气动减阻优化设计，并通过试验对减阻效果进行验证. 通过后视镜与导流罩的改型设计，改善卡车前端流场；对货箱尾部导流片进行参数组合设计，改善卡车尾部流场；得到各部件减阻效果较好的组合方案. 风洞试验结果表明，经过气动减阻设计，卡车车身气动性能得到明显改善，相比于初始模型，最佳气动性能组合方案的减阻效果约为7%.     

大跨度桥梁中央开槽断面的涡振控制试验

以青岛海湾大桥大沽河航道桥中央开槽主梁断面为研究对象,采用大尺度节段模型风洞试验方法,研究了不同阻尼比下两种导流板设置方案的涡振控制效果,分析了不同导流板特征尺寸和位置对随风速变化的涡振振幅的影响.试验结果表明:中央开槽断面的涡振性能较差,对导流板设置的变化比较敏感,涡振控制效果除了与原断面气动外形和槽宽有关之外,还与导流板本身的高度、长度和倾角密切相关,建议导流板高度设置需不受桥梁断面底部附属设施的阻碍,长度应适宜,倾角135°.     

FFU内部结构优化的数值模拟和试验

采用数值模拟和试验相结合的方法对风机过滤单元(fan filter unit,FFU)的内部结构进行了优化.利用CFX软件获得内部流场分布,对比模拟结果与实测结果,发现误差在可接受范围内,证明了模拟结果的可靠性.基于节能和均匀送风的原则对FFU的内部流场进行了分析,提出了优化方案.对造成漩涡的流道突扩结构进行了修改,通过模拟发现漩涡明显消失,流动更加顺畅.重新设计了导流装置,解决了导流板出口的切线方向的速度远大于其他区域的问题,实现了均匀送风.改进了实际设备,并用FFU性能测试台进行了测试,结果表明:优化之后的FFU出风更均匀,静压更高,在高风速工况下空气动力效率也得到提升.     

供冷工况地板送风静压层热力衰减的实验研究

对不同进风参数和不同室内热源条件下地板送风静压层的热力衰减进行了实验研究.实验结果表明:典型供冷工况下静压层内温度具有不均匀分布的特点,随着气流流程的增加,静压层内空气温升增大;随着送风量的减小,静压层内温度分布更不均匀;送风温度的改变对静压层内空气相对温升的影响较小;室内热源对静压层内热衰减影响较大;在楼板没有加绝热层的实验条件下,静压层的进送风温差与总进回风温差之比为18%～33%.     

遗址博物馆特殊环境温度场调控系统的设计及优化

为保护遗址博物馆中的文物,确定适宜遗址文物长久安全保存的空气温度参数,根据遗址博物馆的特殊复杂环境("大气-文物-土壤"多参数耦合),研制了遗址文物适宜的封闭式多场耦合实验舱本体及空气温度调控系统。该多场耦合实验舱既包括上部空气环境,也包括底部土壤环境,采用了对下部遗址文物影响最小的低风速上进上回送风方式以满足遗址文物的坑道陈列模式。在舱内换气次数固定的情况下,空气温度调控系统通过铰链机构调节送风角度以优化实验舱内部的气流组织。通过实验并借助CFD软件FLUENT,研究了送风角度对实验舱内部温度场及流场的影响,获得了优化方案。实验及数值模拟结果均表明,对于所设计的多场耦合实验舱,小角度送风有利于实验舱内部温度场及流场的均匀分布,同时可降低系统能耗。研究结果可应用于汉阳陵或兵马俑这类坑式陈列,并可为送风式舱体结构的温度场分布研究提供参考。     

一种光触媒高效空气净化器的实验研究

为了达到高效净化空气的目的,从物理方法入手,利用二氧化钛光触媒的光催化作用、短波紫外线和臭氧的生物效应原理,通过"多波段谐振光源"和"导流回旋风道"的设计,研制出一款光触媒高效空气净化器,具有净化空气能力强、效果持久稳定、无二次公害和维持费用低、操作简便、适用范围广等优点.细菌的去除效率在90.9%以上,甲醛去除效率为...     

支撑板对蒸汽发生器流动与传热特性的影响

根据相似模化理论,建立了耦合四叶梅花形支撑板的蒸汽发生器单元管三维物理模型,采用流-固传热方法和热力学相变模型,并基于二回路流体进口质量流量按4∶1分配给热、冷端的边界条件进行了支撑板对蒸汽发生器流动与传热特性的影响的数值研究.模拟结果表明:二回路热、冷端侧沸腾规律分布均匀,计算得到的出口含汽率与大亚湾核电站蒸汽发生器实际运行参数相符;支撑板流通截面的缩减,促使二回路侧流体流速、表面传热系数及含汽率在支撑板区域急剧升高又快速降低,同时二回路流体在支撑板上部出现回流现象,增加了支撑板区域杂质沉积及应力腐蚀的可能.该数值模拟方法可为蒸汽发生器支撑板结构优化设计提供技术支持.     

基于无叶风扇改造的某型地铁车厢气流组织实验与数值模拟研究

为改善地铁车厢内气流组织提升热舒适性,采用基于涡轮技术开发的无叶风扇引入地铁车厢进行改造。采用实验和数值模拟相结合的方法研究地铁车厢改造前后不同工况下车厢内气流组织,并从速度场、温度场、空气龄、空气分布特性对研究结果进行分析。研究结果表明：采用无叶风扇对地铁车厢进行改造后,合理设计无叶风扇的送风速度可提升车厢内气流组织性能。与改造前相比,采用无叶风扇且送风速度为4 m/s时,车厢内气流速度不均匀系数降低了0.16,呼吸区平均空气龄降低了3.7 s,空气分布特性指标提升了11.09%。     

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。     

油气分离器分离特性的数值模拟

为了分析油气分离器在极端工况下(-20℃,0.2 MPa)的分离特性,通过数值模拟研究了筒体长度、出口管径、导流叶片上端与进口的距离以及旋流管件附件设置等参数对分离效果的影响,结果表明:筒体过长时,分离器下方旋流被显著削弱,筒体长度为950 mm时分离效果最佳;出口的管径过小或管内设有螺旋叶片将增大压降,出口气流流速增大导致逃逸的液滴也增多,出口管直径为60 mm时分离效果最佳;导流叶片上端位于进口中心线下方且与之距离等于进口直径时分离效果良好。通过数值模拟分析油气分离器的结构参数与部件设置对分离性能的影响,为开发高效油气分离器提供一定参考。     

Savonius后置导流板的数值仿真

设计了一种自动对流装置,通过后置导流板在来流的作用下自动对准来流,使前置导流板能够处在最佳工作位置.这种系统不仅能够高效发电,而且制造成本低.基于这种设计,数值仿真研究了后置导流板对叶轮的影响.结果表明:叶轮长度越低、距离旋转中心越远,对叶轮的功率系数影响越小.由于发电装置稳定性和工程技术的限制,提出叶轮的最佳布放位置在距离旋转中心2.64D(D为叶轮直径)位置处,此处导流板对叶轮的功率系数影响小于2.6%.     

不同送风参数对地板送风系统性能的影响

为了得到地板送风系统理想的送风参数,首先通过正交实验研究不同送风参数对地板送风系统房间温度分布、热舒适性和空气品质的影响,然后采用控制变量法进一步研究送风温度和速度对系统性能的影响,最终通过Energy Plus能耗模拟软件计算得到供冷工况下热分层良好、舒适性较好且能耗较低的理想送风参数.实验结果表明:当旋流风口到人体的距离为0.7 m,送风温度为18~20℃,送风速度在1.2~1.5 m/s时,室内热分层较好,能够满足人员热舒适性和空气品质的需求.对不同送风参数下运行特性与能耗影响的模拟计算表明:在理想送风参数范围内,当送风温度为18℃、送风速度为1.2 m/s时,地板送风系统不仅可以保持较好的热舒适性和良好的热分层,同时还具有较低的能耗.