盐度对甲烷水合物分解特性影响的LBM模拟

海洋甲烷水合物在分解过程中会受到海水盐度的影响,本文基于格子玻尔兹曼方法建立了孔隙尺度下甲烷水合物在盐水中分解的数值模型。该模型综合考虑了甲烷水合物分解动力学、甲烷和盐的传质以及气液两相流动和传热过程,并通过引入附加源项描述盐度对于甲烷水合物分解的影响。在此基础上,本文分析了盐度对甲烷水合物分解特性及传热特性的影响。结果表明,甲烷水合物在盐溶液中的分解速率明显快于纯水中的分解速率,并且随着盐度的增加,水合物分解得越快,分解持续的时间越短。计算域内平均温度在水合物分解的初始阶段急剧下降,然后逐渐升高到初始入口温度,并且最低平均温度随着盐度的增加而升高。因此,盐度的增加可以加快甲烷水合物的分解速率,降低水合物分解的吸热量。

高职院校数据治理能力提升路径研究——以广东南华工商职业学院为例

随着信息技术的飞速发展,高职院校日益面临着海量、多样化的数据处理挑战。高职院校数据治理能力的提升既是现代教育管理的需要,也是推进高职院校可持续发展的关键。本论文通过分析高职院校数据治理的必要性,揭示了当前数据治理所面临的管理困境,并提出了提升高职院校数据治理能力的路径研究,旨在为高职院校数据治理提供可行性的建议。

气液同轴双离心式喷嘴宏观雾化特性实验研究

为掌握燃气轮机燃烧室喷嘴的雾化规律并优化其雾化效果,本文以液态水为工质,对新型气液同轴双离心式喷嘴雾化特性展开实验研究。利用粒子图像测速法研究了改变气、液进口压力对雾化液滴速度场、雾化锥角和液膜破碎长度的影响,通过分析雾化图像对喷嘴的雾化机制进行探究。结果表明,液体进口压力不变时,气体进口压力增加可使雾化状态由空心锥状向实心锥状过渡,同时液膜破碎依次经历了表面波主导破碎、波动雾化破碎以及气动雾化破碎三种模式。液体进口压力为0.7MPa时,气体进口压力增大,雾化模式由表面波破碎向波动雾化破碎过渡,雾化液锥收缩,液膜受气动力作用向下游展开,液膜破碎长度呈先增大后减小的规律。雾化处于气动雾化破碎模式时,雾化锥角逐渐稳定。对喷嘴下游40mm处液滴速度值分析表明,随着液压增大,有/无气旋对雾化液滴速度增幅稳定在8%。

二维水平通道内流动沸腾换热的格子Boltzmann模拟

利用格子Boltzmann方法模拟二维水平通道内水的流动沸腾过程,获得不同壁面过热度下流型特点和不同因素对换热过程的影响规律。结果表明,随着壁面过热度升高,流道内流型依次经历从泡状流、弹状流到反环流的转变,平均热流密度和平均换热系数先增大后减小。入口流速降低会使流道内出现受限气泡流,核态沸腾受到抑制。提高入口流速能够有效促进气泡脱离,壁面平均换热系数随入口流速增大而增大,但增长速率有所减小。减小通道宽度有利于汽化现象发生,核态沸腾得到强化,壁面平均换热系数有所提高。

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。

竖直流道宽度对气泡运动行为影响的数值模拟

用数值方法模拟了竖直通道宽度对气泡在液体中的非定常运动、变形以及传热特性的影响。在这个模拟中,界面跟踪采用了VOF方法,并采用PL IC进行界面重构。主流场计算采用有限容积方法将控制方程离散,其中扩散项采用中心差分格式,对流项采用一阶迎风格式。用成熟的S IM PLE算法求解N-S方程的速度与压力的耦合问题。引入CSF模型处理运动界面的表面张力。利用所编制的程序计算了竖直流道中的单个气泡的形状、运动特性以及气泡内外流场与传热特性,并对竖直通道宽度在不同情况下,对气泡的形状、运动特性以及传热特性进行了进一步的研究。得到了一系列有价值的结果,并与实验结果比较。表明数值模拟结果与实验结果吻合的较好。

CO_(2)微通道平行流蒸发器换热特性仿真分析

提出一种适用于CO_(2)微通道平行流蒸发器的稳态仿真模型,利用分布参数法分析了百叶窗翅片侧空气与扁管内CO_(2)耦合传热并编制程序。模型考虑了空气侧的干、湿工况与蒸发器出口制冷剂是否有过热度的情况,模型数值解与试验结果吻合,可用于指导优化设计。

直角和贴体坐标系下两种格子Boltzmann方法的比较研究

采用格子Boltzmann方法(LBM)和改进的插值格子Boltzmann方法(GILBM)研究了45°斜方腔的顶盖驱动流和Roach通道内的流动特性,并与基准解进行了对比。结果表明,对于45°斜方腔的顶盖驱动流,当雷诺数较小时,两种方法的计算结果与基准解吻合较好;但当雷诺数较大时,采用LBM的计算结果准确性降低,而基于GILBM方法得到的结果准确度升高,且计算稳定性好。对于Roach通道内的流体流动而言,两种方法的计算精度和复杂边界的复杂程度与雷诺数大小有关。根据流场边界形状的复杂程度,网格划分与计算精确度的不同要求,两种方法各有利弊。

溴化锂吸收式制冷机优化设计

为优化设计溴化锂吸收式制冷机,提出了一个多变量多约束的单优化目标函数的优化设计数学模型.采用复合形法求解蒸汽型溴化锂吸收式制冷机的优化设计数学模型,并应用Visual C++语言开发了优化设计软件.利用优化设计软件对一个实际工程算例进行了优化设计,结果表明:通过优化设计,相同制冷量的溴化锂吸收式制冷机在保证较高性能系数的前提下,换热器总的换热面积大大减小,制冷机的综合性能提高,同时提高了机组设计效率,缩短了产品开发周期.

利用格子Boltzmann方法模拟单个气泡在复杂流道内的运动特性

利用格子Boltzmann方法模拟了单个气泡在具有三个半圆形喉部的复杂流道内的上升过程。通过分析气泡运动过程中的形态、运动轨迹及运动速度的变化,研究复杂流道对气泡运动特性的影响。研究结果表明,在上升过程中,由于壁面的影响,气泡的形状发生严重的变形,运动轨迹也发生相应的偏转。通过实验结果的对比,验证了模拟结果的正确性。结果表明格子Boltzmann方法可以用于模拟具有复杂边界的两相流问题。

水平通道内黏性指进现象LBM模拟

采用格子Boltzmann方法(LBM)研究了水平通道内非混相驱替过程中的黏性指进现象.考察流动方向与重力方向垂直时,驱替和被驱替流体间黏度比及壁面可润湿性的影响,比较了不同条件下的指进前缘形状,并利用突破时间和面积扫掠效率分析了驱替效率.研究表明,在重力的影响下,指进前缘形状关于水平通道的中心线是非对称的.随着非混相流体间黏度比的增大,指进现象也随之增强,导致驱替效率降低.当驱替流体不易润湿通道壁面时,指进现象被强化;当驱替流体易于润湿通道壁面时,指进现象则被抑制.

电厂锅炉热力计算与火用分析应用软件

采用结构化程序设计方法，建立了锅炉热力计算与火用分析通用软件．本应用软件可对锅炉及各受热面进行热力计算、热平衡计算及火用损失分析；可对锅炉变工况、变煤种情况进行分析计算；还可进行各受热面合理布置与改造的设计计算．目的是了解和减少锅炉的热损失及火用损失，寻求最佳运行工况，提高能量利用率．通过对典型煤粉炉的多工况计算考核。

用格子Boltzmann方法模拟液滴合并过程

用格子Boltzmann方法中的伪势模型对两个液滴的合并过程进行了数值模拟。详细研究了两液滴能否合并临界尺寸和液滴合并过程中液桥的形成与演化的关系,并研究了表面张力对合并速度的影响。研究结果发现当两个液滴之间距离小于2倍界面厚度时,两个液滴在不受外力的作用下能够自动合并;液桥的宽度与演化时间有一定的指数关系;表面张力越大,合并速度越快,这个结果与前人的理论预测和实验结果一致。

多孔介质孔隙尺度下不可压缩流体流动特性SPH模拟

基于孔隙尺度下的多孔介质模型,使用光滑粒子动力学(SPH)数值模拟方法研究多孔介质中不可压缩流体流动现象,分析流体在孔隙尺度下的流动特性.首先通过模拟经典的Poiseuille流和Couette流验证方法的正确性.随后,针对流体在分别由圆柱和方柱为骨架构造的规则多孔介质内的流动情况,同时使用SPH方法和有限元法(FEM)进行模拟,所得的结果十分吻合.最后利用SPH方法对流体在基于贝雷岩心获得的多孔介质模型和以同尺度的圆柱为基元构造的一种人工随机多孔介质模型内的流动进行模拟,证明平均流体速度和单位质量体积力具有很好的线性关系.

致密多孔介质中气体非达西现象的LBM模拟

针对气体在致密多孔介质中低速渗流时,其渗流规律在渗流曲线的低压段表现出对达西定律线性关系的偏离,存在着非达西现象。采用格子Boltzmann方法,研究气体和多孔介质的特性对气体渗流Klinkenberg效应的影响因素。结果表明:在气体渗流曲线的低压力梯度段,随着气体黏度系数、净围压、渗透率和孔隙率的变小,渗流曲线的非线性临界点向压力梯度增大的方向移动,对达西定律线性关系的偏离更明显。说明在低渗和低压情况下Klinkenberg效应不能被忽略,气体黏度系数和孔隙率对Klinkenberg效应作用有影响;当净围压或渗透率很大时,气体渗流流量和压力梯度符合达西定律线性关系。

强化传热元件结构优化方法的研究

从能量综合利用的角度出发，用多目标数学规划的方法研究了强化传热元件结构尺寸的最优化问题，得到了合适的优化方法。同时还分析了权系数对优化结果的影响。这对强化传热元件的研究、设计和使用提供了重要的、更科学的方法．

单气泡沿倾斜绝热表面运动特性的LBM方法研究

气泡沿斜面运动现象在工业生产中广泛存在,采用格子Boltzmann方法 (LBM)研究单个气泡沿倾斜绝热表面的运动过程,考察气泡的初始直径、斜面倾角、Eotvos数(Eo)对气泡的变形和气泡形心与斜面垂直距离的影响,探讨相同初始直径的气泡沿斜面运动的稳定终态速度与倾角和Eo之间的关系。通过模拟得出气泡沿斜面的运动规律:斜面倾角越大,气泡前后端不对称性越大;气泡在上升过程中,形心轨迹与斜面保持平行;当倾角大于45°时,形心与斜面的垂直距离和Eo变化一致,当小于45°时,变化相反;相同初始直径气泡的稳定终态速度随倾角和Eo的增加而增加。

过冷沸腾气泡在圆形朝下壁面上特性实验研究

气泡的始动直径与运动过程对于揭示沸腾传热机理有着重要意义.利用高速摄像机对不同热流密度条件下,过冷沸腾液体中气泡在圆形朝下壁面上生长及运动的过程进行了实验研究.研究表明:在气泡的生长及运动过程中,气泡的形状从生长过程初期阶段的近似球体变化到滑移过程被拉长的椭圆体,直至最后消失;壁面热流密度对气泡的始动直径有一定影响,热流密度越大气泡的始动直径也就越大.

L-J流体自扩散系数及其与温度关系的分子动力学模拟

扩散系数在化工设计和研究中是不可缺少的传递特性。但其数据却相对缺乏,因此需要寻找一种方法来预测这个特性就显得十分重要。利用分子动力学方法模拟了简单流体的自扩散系数。模拟分别采用Green-Kubo法(VACF:velocity autocorrelation function)和Einstein法(MSD:mean square displacement)。模拟结果与实验数据吻合较好,误差在10%左右。两种方法的平均值与实验结果误差在7%左右。同时还模拟了流体自扩散系数随温度的变化关系。结果表明,自扩散系数与温度满足Arrenhius关系,数据相关性在0.99以上,计算得到的自扩散激活能分别为1 258 J/mol(VACF)、1 272 J/mol(MSD)和平均值1 265 J/mol。

折流杆换热器热力及水力计算

本文介绍了折流杆换热器的特点,并对折流杆换热器的热力、水力计算进行了总结。为折流杆换热器的工程设计提供方便。