水力旋流器流场的数值模拟研究

用计算流体力学软件FLUENT,采用RSM模型对油水分离用水力旋流器的流场进行了数值模拟。模拟结果表明旋流器流场呈Rankine涡的特点,且与他人实验结果吻合较好,说明该湍流模型和算法是可行的;旋流器上游区内流体紊流现象严重,两侧有循环流存在,这都对两相分离不利,应改进结构以改变这种流动形式;另外还对油-水两相流场进行了研究,初步揭示了液-液两相分离的现象,这都为进一步研究旋流器的结构优化提供了参考。

湿土壤含湿特性对传热影响研究

针对于地源热泵地能换热系统在具有热源条件下土壤热湿迁移现象,进行了初步分析和实验,并对模拟计算应用可行性进行了认证。土壤含水静态传热实验,目的在于探讨土壤含湿程度对传热能力的影响,以及地下含水程度对换热区域换热性能的影响。研究土壤不同含水率情况下的传热性能,从而推断含水率在工程中的影响程度。

粗糙表面接触角滞后现象分析

通过引进滞后张力的方法替代传统研究对粗糙表面凹凸细节的描述 ,解释接触角的滞后现象。采用CCD数字影像技术测量粗糙不锈钢表面的滞后性。结果表明 :接触角的滞后性与表面粗糙度和液相表面张力相关 ,随表面粗糙度的增加 ,前进接触角增大 ,后退接触角减小 ,滞后性增强 ,且以 90°的 Young接触角为界 ,前进接触角和后退接触角的变化趋势不同 ,随液相表面张力的增加 ,滞后性增强。

蒸汽喷射器流动参数与性能的数值分析

通过二维流动数值计算 ,分析了以水蒸气为工质的喷射器内工作流体压力、引射流体压力及出口压力对喷射系数的影响 ;探讨了各工作参数变化对喷射系数产生影响的原因 ,以及激波产生的条件、激波的位置、强度 ,产生引射流体雍塞的条件等。结果表明 :喷射器存在临界的出口压力 p*d ,当喷射器出口压力大于 p*d 时 ,喷射器的喷射系数随出口压力升高而降低 ;当喷射器出口压力小于 p*d 时 ,喷射器的喷射系数将保持不变。在计算模拟的制冷工况范围内 ,工作流体压力升高 ,引起喷射系数降低 ,p*d 升高 ;而引射流体压力升高时 ,喷射系数与 p*d 都升高。

低Re下板式换热器性能的实验研究及热力学分析

实验测定了两种不同板式换热器在低Re条件下(200<Re<1 300)的传热性能及阻力特性。根据实验数据分别从板片波纹的倾斜角、间距、高度等三方面对板式换热器的传热、阻力影响进行理论分析,在低Re下,从对传热效果影响程度来看,波纹的间距要大于波纹的倾斜角、波纹高度;而对压降的影响,波纹的间距要小于波纹的倾斜角、波纹高度。根据实验数据回归了相应板片传热系数、阻力系数的经验关联式,计算值与实验值有较好的一致性。并对板式换热器进行了热力学分析。为板式换热器在小流量、低流阻情况下的工业应用提供板型设计、流程设计的理论依据。

单脉冲能量对光船推进性能的影响

根据实验装置的形状,建立了点聚焦光船喷管内部等离子体流场演化的物理和数学模型;通过数值计算,获得了内流场的压强分布、推力随时间的变化规律以及光船获得的总冲量和冲量耦合系数。计算结果表明:点火区域和总冲量随着激光脉冲能量的增大而增大,而冲量耦合系数却有所减小。

钢铁冶金过程动态数学模型的研究进展

从铁矿石烧结、球团矿生产、铁水预处理、复吹转炉炼钢、炉外精炼和连铸等主要装置和工序层面,较为全面地综述了钢铁冶金过程动态数学过程模型国内外研究现状,分析了各装置及工序相关研究中的重点和难点,探讨了今后进一步研究的发展方向。

功能表面降膜蒸发传热特性的实验研究

研究了处理表面镀铬铝管、PTFE铜管和纯铝氧化管水平管降膜蒸发传热 ,研究了喷淋密度、热流密度、管内蒸汽速度和管表面处理对降膜蒸发传热特性的影响。实验结果表明 :在表面蒸发区 ,水平管降膜蒸发传热系数随热流密度的增加而提高 ,随喷淋密度增大先降低后升高 ,冷凝侧传热系数基本保持不变。总传热系数对操作条件变化很不明显 ,表面阳极氧化膜使传热系数略有下降 ,但由于其优良的抗垢耐蚀性能 ,非常有必要再进行深入地研究。

新型湿空气除湿装置工作性能的实验研究

介绍了一种新型湿空气除湿装置的基本结构和除湿机理 ,并且通过实验研究得出了影响其除湿性能的主要因素 ,找到了该除湿装置设计与进一步改进的关键 ,为该新型除湿装置除湿性能的进一步改善提供了理论依据。

石蜡基碳纳米管复合相变材料的热物性研究

以多壁碳纳米管为填料,制备了不同质量分数(1%～5%)的石蜡基纳米复合相变材料。采用差示扫描量热技术对所制备复合相变材料的相变特性进行了表征,其导热性能则通过瞬态热线法导热仪进行了测量。实验结果发现,虽然复合相变材料的相变温度几乎不变,但其相变焓则随碳纳米管的加载量的增加而近似线性下降。在质量分数为5%时,相变焓较纯石蜡下降了约15%。复合相变材料的导热系数大致随温度的升高而降低,而在30和50℃时分别由于固固和固液相变的作用,导热系数测量值出现了较大程度的突增。此外,导热系数随质量分数呈线性增长的趋势,在质量分数为5%时,最大的相对提升率接近40%,展现了良好的导热强化效果。

水平管降膜蒸发器管外液体流动研究及膜厚的模拟计算

针对应用于空调和制冷系统的水平管降膜式蒸发器,建立了FLUENT数值模拟计算的物理模型。以制冷剂R134a为研究对象,对不同流量、不同布液器开孔孔径、不同管束结构下管外制冷剂液体的流动情况进行了模拟计算;并实现了绕管周方向不同角度液膜厚度的读取。

复合翅片传热与流动特性的数值模拟

结合纵向涡发生器和开缝的优点,提出一种复合强化传热翅片,并对该种翅片的传热与流动特性进行数值计算。由于翅片结构比较复杂,在三角形小翼及X形开缝区域应用阶梯逼近进行网格划分。复合翅片的强化作用在于两方面:一是在三角形小翼和X形开缝后的流场均产生了纵向涡,对流体产生较强的扰动;二是带状开缝的间断表面抑制了边界层的增长,平均传热系数较高。计算结果表明:复合翅片的传热系数比平翅片高76%～90%、比三角翼翅片高49%～82%、比条缝翅片高6%～36%;复合翅片的综合传热性能系数(j/f1/3)均高于其他三种翅片,是一种强化传热翅片。应用场协同理论和火积耗散方法分析发现,复合翅片改善了温度场与速度场的协同性;其等效热阻小,传热的不可逆程度低。

添加物对石蜡相变螺旋盘管蓄热器蓄热和放热性能的影响

对以石蜡为相变材料的螺旋盘管蓄热器的蓄热和放热性能进行了实验研究 ,探讨了在石蜡中添加铜粉、硅粉和不锈钢丝带对石蜡螺旋盘管蓄热器蓄热和放热性能的影响。结果表明 :在蓄热过程中 ,随着加热时间的增加 ,蓄热器内的温度分布不均匀性逐渐增大 ;纯石蜡蓄热器内温度分布不均匀性最为严重 ;插入不锈钢丝带的蓄热器内温度分布最均匀。在放热过程中 ,纯石蜡蓄热器的出口水温下降最快 ;而石蜡加不锈钢丝带的蓄热器出口水温最高。

气泡雾化喷嘴在不同液体物性下的喷雾特性研究

利用 PS-II激光衍射粒度仪测量分析了气泡雾化喷嘴在雾化不同动力粘度、不同表面张力的液体时的特性 ,发现液体的粘性对于气泡雾化喷嘴的雾化效果影响程度不大 ,随着动力粘度的增加 ,平均直径稍有增大 ,当动力粘度很高时由于泡状流更容易形成 ,所以平均直径有所减小 ;

液滴撞击水平固体表面的可视化实验研究

对液滴撞击水平固体表面的现象及特性进行了可视化实验研究,并对影响液滴撞击的参数进行了研究。实验工质是蒸馏水。重点是定性和定量测定这些参数对液滴撞击后铺展过程的影响。实验结果表明:固体表面的润湿性和表面粗糙度对液滴铺展过程的后面阶段有很大的影响,液滴的大小的影响比较小。

构形理论:广义热力学优化的新方向之一

回顾了构形理论的产生与发展过程,指出其是广义热力学优化发展的一个新方向;阐明了热力学优化过程中运用该理论对装置进行优化的重要作用;综述了该理论拓展应用于传热、流体流动、干燥、交通运输、管网以及经济决策等领域现状;介绍了自然界中各种形式的系统和组织(生命体和非生命系统),其结构均源自于要达到整体性能最优目的这一深刻命题;指出了构形理论与场协同理论结合进行研究是下一步的发展方向。

农作物秸秆类生物质焦油燃料利用特性的实验研究

主要对农作物秸秆类生物质热裂解焦油的馏程、发热量、粘度、闪点、燃点、碳氢元素的质量分数等动力燃料利用特性进行了实验研究。研究结果表明 ,农作物秸秆类生物质热裂解焦油的轻质馏出物具有适当的蒸发性 ,良好的燃烧性和高度的安定性 ,符合发动机对液体燃料的质量要求 ,可以作为发动机的代用动力燃料 ,而重质馏出物可进一步加工制造生物质焦油抗聚剂、生物质焦油抗氧剂。

板式换热器传热和阻力特性的实验研究

利用搭建的液-液型板式换热器试验平台,根据实验数据运用定性雷诺数法拟合出传热关联式,找出Nu与摩擦因子f之间的通用关系式,为板式换热器的设计计算提供了依据。运用传热量与功率的消耗比来评价板式换热器的性能,找出了影响其性能的主要因素,进一步澄清了单纯依靠提高流速来增加传热性能是不经济的。

含NaCl添加剂细水雾对不同燃料池火灭火性能的实验研究

为了提高普通细水雾的灭火有效性 ,克服不足之处 ,研究了含 Na Cl灭火添加剂的细水雾与油池火相互作用的过程。重点研究了不同质量分数、不同工作压力、不同燃料条件下 ,细水雾的灭火有效性。研究结果表明 ,向细水雾中加入 Na Cl,显著影响其灭火性能。细水雾的灭火时间与加入的 Na Cl质量分数间呈现出“W”形的关系曲线 ;细水雾喷头工作压力和燃料性质也影响细水雾的灭火性能 :工作压力越高 ,平均熄灭时间越短 ;在相同的实验条件下 ,含 N a Cl添加剂的细水雾熄灭煤油火的时间小于酒精火的时间。含添加剂细水雾的灭火有效性 。

超级绝热材料气凝胶的纳米孔结构与有效导热系数

根据气凝胶的纳米孔结构特点,采用由小球体构成的立方阵列单元体结构,建立了描述纳米孔超级绝热材料气凝胶的气固耦合导热模型。计算结果表明气凝胶的纳米孔结构和固体颗粒纳米尺寸效应以及高的比表面积值是导致材料具有极低导热系数的主要因素。气凝胶存在具有最低导热系数的最佳密度。在高温下辐射传热是气凝胶传热的主要方式。