螺旋喷嘴内外流场特性的实验研究

通过实验的方式研究旋流室顶部具有螺旋形导流结构的空心喷嘴。搭建可容纳1~4个喷嘴工作的喷淋实验台,制作可视化螺旋喷嘴,进行喷淋特性实验。使用高速摄像机进行内部流场特性的可视化研究,并通过测量装置采集外部流场喷淋密度的分布情况。分析不同工况下内部流场空气柱、湍流流动的变化规律以及外部流场喷淋密度的特性。结果表明,在内外压差的作用下,喷嘴内部形成空气柱,由于单侧切向入口和螺旋导流结构的作用,空气柱中心线与旋流室中心线存在偏移。外部流场周向有效喷淋密度呈现双峰值分布,峰值区域分别位于120°和280°附近。

纳米液滴撞击高温平板壁的分子动力学模拟

采用分子动力学的方法对纳米液滴撞击高温平板壁面产生的Leidenfrost现象进行了探究,分析了液滴撞击不同温度壁面对Leidenfrost现象的影响.结果表明,随着壁面温度的提升,液滴蒸发的速度更快,脱离壁面的时刻越早,脱离壁面时的速度也越大,最终悬浮时液滴体积也越大.通过分析脱离壁面前一时刻液滴内部的密度、温度分布发现,由于高温壁面具有更高的热通量致使蒸发过程更快进而产生更厚的蒸气层,该蒸气层将阻碍换热,使得液滴在壁面温度更高时液滴内部的平均温度越低,且平均密度越小.

液氨喷射泵热力性能的计算分析

为保证带有降膜蒸发器的制冷系统正常运行,采用液氨喷射泵作为蒸发器中液氨的循环设备。基于动力学理论,编制了喷射泵的性能计算程序,分析了制冷系统中喷射泵的热力学性能,研究了操作参数对喷射泵性能的影响。结果表明,保持引射压力与出口压力不变,工作流体压力越高,喷射系数越大;工作流体温度越低,喷射系数越小。保持工作压力与出口压力不变,饱和引射压力越高,喷射系数越大,引射压力值越接近于出口压力值,喷射系数变化越显著。饱和引射液氨压力不变,出口压力越接近于引射液氨压力,喷射系数随工作液氨压力的升高增加程度越明显。

黄炎培职教理念下的高职建工专业产教融合模式创新研究

产教融合是现代职业教育的重要发展方向,深化产教融合,对于加快职业教育改革发展具有战略性意义。结合高职院校建工专业产教融合模式的现状与困境,基于黄炎培职业教育理念,分别从转变思想、健全相关制度、建设高素质“双师型”教师队伍以及完善产教融合模式评价等方面进行探索,构建出一种新的政校行企四方协同育人产教融合新模式,为高职院校产教融合提质增效、培养创新人才提供参考。

基于GA-BP神经网络的横管降膜蒸发传热系数预测

由于横管降膜蒸发过程中传热系数的影响因素众多,依靠传统的关联式难以描述其复杂的非线性关系,因此提出利用BP神经网络强大的函数拟合能力构建模型以实现对传热系数的预测,并采用遗传算法进一步优化,建立了GA-BP预测模型,其中输入神经网络的参数包括喷淋密度、蒸发温度、管径、管间距和工质盐度。将模型的预测结果与真实值进行对比,同时引入传热关联式作为对照。结果表明,GA-BP模型的平均绝对百分比误差(MAPE)仅为8.10%,相比原始BP神经网络降低了31.93%,预测精度较传统的传热关联式提升70%左右。可见神经网络方法在非线性系统建模方面具有较大优势,能够有效预测横管降膜蒸发传热系数,为进一步优化工况参数、提高蒸发器的传热性能提供了可靠依据。

甲烷BOG喷射器流动过程计算与性能分析

在液化天然气(LNG)运输船中的蒸发气(BOG)再液化系统中引入喷射器可以节约能源,提高系统工作效率。由于LNG的存储工况较为严苛,设计高性能的喷射器至关重要。采用气体动力学函数法对给定工况下的甲烷BOG喷射器进行了结构设计。基于Mixture多相流模型和SST k-ω湍流模型建立了甲烷BOG喷射器数值计算模型,计算分析了运行参数和结构参数对甲烷BOG喷射器引射性能的影响规律。研究结果表明,对于固定结构的甲烷BOG喷射器,存在最佳工作压力使引射比达到最大值,提升引射压力可以持续提高引射比。在设计工况下,保持其他结构参数不变,当主喷嘴出口直径和主喷嘴出口位置分别为9.6 mm和41 mm时,喷射器内部由激波和涡流造成的能量损失最小,引射比达到最大值。

水平管降膜蒸发器传热系数空间分布

为了得到水平管降膜蒸发器传热系数,建立了水平管降膜蒸发传热实验台。通过对实验结果的归纳,分析了水平管降膜蒸发器总传热系数随顶排管喷淋密度、蒸发温度的变化规律,并给出了总传热系数在水平管降膜蒸发器内部空间的分布。结果表明,总传热系数随喷淋密度、蒸发温度的增大而增大。在空间分布上,传热系数沿管长方向受凝结过程的影响前5m先增大,后3m逐渐减小;在垂直方向由上向下逐渐减小。另外传热系数随管排数的增加而降低,并且当喷淋密度较小时,总传热系数下降的趋势更明显。

大型低温多效蒸发海水淡化装置传热过程热力损失分析

基于低温多效蒸发海水淡化装置的各种阻力和海水沸点升高(BPE)关联式,计算了海水淡化装置中流动阻力、海水沸点升高等造成的传热过程热力损失,分析了各项热力损失在各效蒸发/冷凝器中的分布、随蒸发/冷凝器数量的变化规律等。结果表明:产水量、浓缩比和加热蒸汽温度等参数均保持不变的前提下,总的热力损失随着装置的蒸发/冷凝器数量而增加;BPE引起的热力损失占最大比例,但流动阻力引起的热力损失不可忽略。通过对海水淡化装置热力损失的分析,提出了低温多效蒸发海水淡化装置'小温差、低流阻、饱和态、高敏感'的工作特征理论。

喷嘴可调式喷射器性能的实验研究

An adjustable ejector with a spindle in the nozzle was developed for a wider adjustment range.An experimental study was carried out on the performance of the adjustable ejector.To change the spindle position axially the nozzle throat sectional area could be changed.The ejector flow parameters,such as flow rate,pressure and entrainment ratio,at different spindle positions were measured.The results showed that the adjustable ejector could be used in a wider range of fluid flow rate.When the throat area was reduced,the ultimate discharge pressure would be lower but the entrainment ratio would increase greatly.

TVC在MED海水淡化装置中的作用和性能分析

建立了蒸汽热力压缩器(thermal vapor compressor,TVC)和多效蒸发(multi-effect distillation,MED)海水淡化装置热力过程数学模型,计算分析了TVC对MED海水淡化装置性能的影响,讨论了对于一定设计条件下的海水淡化装置,蒸发器效数,TVC引射蒸汽、工作蒸汽及抽汽位置和装置的造水比、蒸发器传热面积、喷射系数的关系。结果表明:蒸发器效数、TVC吸入蒸汽温度的增加都会升高造水比;根据造水比和蒸发器传热面积,适当设置TVC在多效蒸发海水淡化装置中的抽汽位置,海水淡化装置的能效可以有很大的提高。

管间距对水平管降膜蒸发流动形态和传热的影响

为了探讨管间距对水平管降膜蒸发的影响，以水为工质，研究了19 mm直径的铝黄铜水平管上降膜蒸发的传热与流动状况。通过对3种管间距在Re范围35～347下液膜流动形态的观测，归纳出水平管降膜流动流态转变时的临界Re数；测量了管壁表面温度和饱和蒸汽温度，计算得到管子表面的平均传热系数和局部传热系数，分析了管间距对局部和平均传热系数的影响。实验结果表明：在较大管间距情况下，不同流态间转变的临界Re数没有明显区别，但是在小管间距情况下，滴柱状向柱状以及柱状向柱帘状转变的Re数会变小；平均传热系数会随着管间距变小而降低，且当管间距为0．3倍管径时，喷淋密度的变化对平均传热系数的影响将变得不明显。此外，沿管周方向顶部的局部传热系数也随管间距变小而明显下降。

液滴撞击加热壁面传热实验研究

本文采用高速摄像仪对水滴和乙醇液滴撞击加热壁面后的蒸发过程进行了实验观测,分析了液滴撞击加热壁面后的蒸发特性参数.实验中,两种液体初始温度均为20℃,不锈钢壁面初始温度范围为68—126℃.水滴初始直径为2.07 mm,撞击壁面时Weber数为2—44;乙醇液滴初始直径为1.64 mm,Weber数为3—88.结果表明,液滴受到重力、表面张力及流动性的影响,在蒸发过程的大部分时间内,水滴高度持续降低而接触直径几乎不变;蒸发后期,液滴发生回缩,水滴的接触直径、高度和接触角出现振荡现象.乙醇液滴的接触角随时间的增加呈现先减小随后保持不变的趋势,而接触直径和高度则持续减小,直到液滴完全蒸发.液滴蒸发总时长与液体物性和壁面温度有关,随壁面温度的升高而减小,与液滴撞击壁面时的Weber数无关.同时,随着壁面温度的升高,液滴显热部分占总换热量的比重增大,显热部分能量不可忽略,本文实验条件下得到水滴的平均热流密度为0.014—0.110 W·mm 2.

真空条件下蒸汽横掠水平降膜管束的流动阻力

建立了蒸汽横掠带有液体降膜流动的水平管束流动阻力实验台,对影响流动阻力的因素与规律进行了实验研究。实验在绝对压力为12～31kPa的真空条件下进行,对应的水蒸气饱和温度为50～70℃,模拟了大型海水淡化装置中水平管降膜蒸发器的流动过程。实验结果显示,蒸汽掠过带有降膜流动的水平管束的压降远大于蒸汽横掠水平管束的流动阻力,流动阻力系数不仅与蒸汽流动Reynolds数有关,还与液体在水平管上降膜流动的Reynolds数有很大关联。提出了正三角形排列管束的蒸汽横掠降膜流动管束的阻力关系式。

气-液喷射器工作参数的数值模拟

建立了气-液喷射器工作过程的一维稳态模型。运用数值计算方法对模型进行求解,采用Nabil Beithou等中的定解条件,计算了水为工质时的气-液喷射器内轴向压力分布。计算结果表明,本模型得到的气-液喷射器轴向压力分布与相同条件下Cattadori的实验值吻合较好；以实验结果为基准,本模型蒸汽喷嘴数值模拟结果比Nabil Beithou等的结果大为改善。对太阳能双喷射式制冷系统中的气-液喷射器进行了模拟,得到轴向压力分布和速度分布,结果表明,喷射系数随工作压力的升高而降低。

蒸汽喷射式热泵在纸机干燥部供热的应用分析

将蒸汽喷射式热泵引入到传统的纸机干燥部多段式供热系统之中。建立了系统的计算模型 ,对一个典型的纸机三段供热干燥系统进行了计算。结果表明 ,引入喷射泵以后的系统较之传统系统 ,蒸汽耗量减少 1 0 %左右 ,段间流动压差增加 ,有利于烘缸内冷凝水的排出 ,干燥效果也更佳。

喷射式热泵的设计计算与性能分析

针对蒸汽热泵工质的特点，从气体动力学原理出发，将热泵的工质与性能参数用气体动力函数来表示，对具有吸入室、混合室和扩散室热泵的整体性能进行分析，提出了喷射式热泵性能分析计算方法，并编制了相应的计算机软件．应用结构优化思想，提出了喷射式热泵结构设计方法，对热泵的结构参数按最佳喷射系数、最佳压缩比和最佳温升比进行优化计算，建立了完整的喷射式热泵性能分析和结构设计理论、实用方法．

喷嘴可调式蒸汽喷射器的性能计算

基于气体动力学函数法,建立了的喷嘴可调式蒸汽喷射器的变工况性能计算模型。应用该模型得到了喷射器压缩蒸汽压力变化时,不同喷嘴喉口面积下喷射器性能的变化规律,为研究喷嘴可调式喷射器的变工况性能提供依据。结果表明:减小喷嘴喉口面积,喷射器的最佳工作点具有较高的喷射系数,同时该点的压缩蒸汽压力、压缩蒸汽温度较低;喷射器压缩蒸汽流量随喷嘴喉口面积减小而降低。

液滴撞击等温斜面的数值模拟

采用基于volume of fluid(VOF)方法的计算流体力学二维模型,在考虑表面张力及壁面黏附的情况下,研究水滴在撞击浸润性不同的倾斜表面的铺展过程。结果表明,不同的壁面润湿特性对液滴铺展的影响存在差异。计算所得结果与实验测量值相吻合,表明了VOF方法研究液滴碰撞的可行性。

纸页干燥过程计算模型

基于多孔介质传热传质理论,建立了计算纸页抄造过程干燥参数变化规律的模型,以此模型计算了纸板在烘缸表面和自由行走阶段的温度、水分的变化。计算结果表明,自由行走阶段水分的蒸发率大于纸在烘缸表面的蒸发率;在干燥部的中前段,相对水分蒸发率随烘缸数增加呈线性增加。与实测值的比较证明了模型计算结果的准确性,该模型还可用于烘缸数的选择与设计。

半焦粒子着火与燃烧过程实验研究

实验研究了半焦粒子着火与燃烧过程 ,测定了几种尺寸的半焦粒子在不同环境温度下的着火温度、着火滞燃期、燃尽时间和燃烧过程中的粒子温度等与燃烧过程相关的参数变化 ,对影响半焦粒子燃烧的因素进行分析讨论 ,并将实验结果与理论计算结果进行了对比分析 ,两者在一定范围内有较好的一致。