低压蒸汽横掠水平降膜管束流动阻力实验研究

采用模拟方法对海水淡化装置中大型水平管降膜蒸发器内的流动过程进行实验研究。管束采用海水淡化装置中广泛应用的正三角形和转角正方形排列,其管间距为1. 3倍管外径。实验在饱和温度为50~70℃,喷淋密度为0.02~0.08 kg·m-1·s-1的条件下进行。分析了管束排列方式、喷淋密度和饱和温度等因素对流动阻力的影响。实验结果表明,流动阻力在正三角形管束下比在转角正方形管束下大得多引入Re_l,Re_g,s_lo/D,s_tr/D等参数来表征各个影响因素并用来拟合有降膜流动时蒸汽横掠管束的压降预测公式。新拟合的公式误差在±15%以内。     

水平管外降膜蒸发气水对流过程换热量数值模拟分析

对水平管外降膜蒸发气水对流过程进行了三维数值模拟.模拟了迎面风速分别为1.0、1.6、2.2 m/s以及喷淋密度从0.036 kg/(m·s)增加至0.084 kg/(m·s)工况下气水对流传热传质过程,计算了气水对流过程的平均换热系数与Sh.结果表明,研究工况范围内汽化换热量在总换热量中占比为71%～77%;同一迎面风速空气条件下,随着喷淋雷诺数的增加,Sh先增大后缓慢减小;迎面风速的增大可以显著提高传热传质效果.     

太阳热水器水质矿化活化技术实验研究

依据水质矿化、活化原理,对太阳热水器矿化颗粒的组分进行了实验研究,对微量元素稳定溶出的时间、浓度及温度的影响进行了分析.经过矿化、活化,使太阳热水器水质达到饮用矿泉水水质标准要求,使水中的无机盐和微量元素的含量与人体细胞水比例接近,更有利于人体吸收,促进人体健康.     

使用量纲一参数进行喷射器性能分析

在以往大量数值模拟工作的基础上,总结出了一定喷射器结构时,喷射器的最大喷射系数、膨胀比及临界压缩比三者之间的关系,并给出了膨胀比与喷嘴出口马赫数之间的幂指数关系.研究表明,用膨胀比和压缩比两个量纲一参数代替具体的工作流体压力、引射流体压力和出口压力,来分析一定结构时工作参数对喷射器性能的影响,可以使模拟所得出的结论不局限于具体的参数值,具有更好的通用性,对指导喷射器设计、提高喷射器性能具有重大意义.     

纳米流体强化换热特性的LBM模拟

采用LBM模拟了封闭方腔内不同体积分数、不同浮升力参数下纳米流体自然对流时速度场与温度场的分布,得出了纳米流体换热强度随各参数的变化情况.结果表明,当Ra较小时换热表现为导热占主导,随着Ra增大,换热表现为对流占主导,两者的换热都会随着纳米颗粒体积分数的增加而增强,且纳米颗粒体积分数在壁面附近对温度分布的影响比在中心区域的明显;在不同Ra下,纳米粒子体积分数增加所引起的X和Y方向速度峰值增大的幅度不同,Ra较大时,随纳米粒子体积分数的增加,X和Y方向的速度峰值大幅增加.     

机械蒸汽压缩并流进料多效蒸发系统能耗计算分析

建立了并流进料机械蒸汽压缩(MVC)多效蒸发(MEE)系统自平衡循环的热力过程模型,分析了并流进料MVC-MEE系统中蒸发器效数、多效蒸发系统总温差、末效蒸发器二次蒸汽温度和MVC等熵效率对系统比功耗(w_spc)的影响.计算结果显示:w_spc随系统总温差的增大而增加,蒸发器效数越少,w_spc增加的速率越大;蒸发器效数较多时,w_spc的增加速率随系统总温差的增大而提高.在系统总温差一定时,w_spc随蒸发器效数增加而明显降低,但随着蒸发器效数的增加,w_spc的减小幅度降低.在蒸发器效数一定时,w_spc随末效蒸发器二次蒸汽温度的升高略有降低,其影响随着蒸发器效数的增加而减小.在系统总温差一定时,w_spc随MVC等熵效率的增加而降低,在系统总温差较大时,MVC等熵效率对w_spc的影响更显著.     

水平管降膜蒸发器温度损失的计算与分析

为了研究降膜蒸发管束阻力造成的压降及其对传热的影响,以降膜蒸发器内广泛应用的正三角排列管束为物理模型,采用由实验数据拟合出来的压降系数,计算了压降对应的温度损失,分析了蒸汽产率、饱和温度、管列数和喷淋密度对蒸发温度损失的影响。结果表明:温度损失随喷淋密度、管列数和蒸汽产率的增加而升高,随饱和温度的升高而减小;在相同的蒸汽质量流量下,45℃蒸汽的温度损失是70℃时的6倍,而喷淋密度为0.08kg/(m·s)时的温度损失约是0.02kg/(m·s)时的2倍;大型降膜蒸发器内管束区内的温度损失随管列数的增加呈现抛物线型升高。为保证各效蒸发器的传热效率,提出每一效蒸发器温度损失都相等的等温度损失设计思想,其对低温多效蒸发器的设计具有指导意义。     

水平管外蒸气轴向库特流动时的凝结换热

根据蒸气在管束间和套管环流道内流动特性，建立了适应该种流动凝结换热的物理及数学模型；通过数值求解，得到了蒸气流束对流膜厚度的影响区域及其随雷诺数，雅可比数及普朗特数的变化关系，表明这种流动形式强化了凝结换热。     

氧化环境中炭粒燃烧偏离平衡流解

探讨氧化环境下相对静止的炭粒在偏离平衡流情况下的解。当Ｄｇ降为有限值时，燃烧偏离平衡流，火焰锋面变厚，火焰位置有所偏离，此时燃烧速度取决于表面两个多相反应和空间气相反应，随着Ｄｇ降低，燃烧率下降，当Ｄｇ低于一临界值Ｄｇ＾０时，空间气相反应不再发生。     

多孔介质对流干燥过程数值模拟

为研究含湿毛细孔介质干燥过程的相变现象,建立了相变的传热传质数学模型.模型中以残余饱和度将多孔介质划分为湿区与干区,湿区和干区以“蒸发界面”动态边界相互耦合.用有限差分方法对多孔介质一维干燥过程进行了计算,数值解表明:干区是等速干燥与降速干燥的分界点;干燥初期多孔介质压力升高,温度下降;随后在等速干燥段温度分布保持不变,在出现干区时再度升高.干区出现的初期,蒸发界面向多孔介质内部推进的速度较慢,在到达介质厚度10%左右时出现转折,随后推进速度加快.