确定成品油罐平均壁温的新关系式

本文提出一种确定成品油罐罐壁平均温度的新关系式，它不仅计算准确度高，而且形式简单，便于操作使用。实验和分析表明，此关系式优于目前的计算式和其它关系式。

均速管流量计流量系数数值校验方法研究

针对较大口径均速管流量计的流量系数获取、校验十分困难的问题,采用仿真和实验结合的方式对有效长度为300mm的均速管流量计的测量特性进行对比研究。利用标准k-ε双方程湍流模型,在直管段充分发展流下,计算该流量计端面是否粗糙处理情况下的输出差压及流量系数等测量特性,结果显示端面粗糙处理对流量计测量特性影响很小。采用数值仿真的方法对均速管流量计的流量系数进行了计算,并在实验室标准装置中对其特性进行实验验证。仿真和实验测得的流量计输出特性相似性较好,相对偏差可在±0.3%以内。该结果显示,对流量系数的数值仿真可为较大口径均速管流量计的校验提供新的思路和途径。

香烟燃烧产生的亚微米颗粒物动态粒径谱特征

应用SMPS(Scanning Mobility Particle Sizer)对ETS(Environmental Tobacco Smoke)亚微米颗粒物的粒径谱演变进行了测量分析。结果发现,ETS颗粒物在10～500 nm范围内呈对数正态单峰分布,数量粒径谱和质量粒径谱的演化有类似的递减趋势,但其浓度衰减率有明显的不同。分析得知,由于在演化过程中颗粒物直径是动态变化的,并不能用简单的方法获得凝并和沉积损失率。

弯管后均速管流量计输出特性数值模拟

采用数值模拟方法对处在弯管附件后均速管流量计的输出特性进行了研究.计算中采用k-ε湍流模型,应用有限体积法对控制方程进行离散.计算得到了弯管后管道中不同位置处流量计采用平行、垂直、45°(相对于弯管平面)三种安装方式情况下的差压输出,结合管道及流量计内部流场分布对流量计输出特性进行了分析.结果表明,数值计算结果与实测结果具有很好的一致性.对比三种安装方式的误差,流量计采用垂直于弯管平面的安装方式最优.

不同雷诺数下均速管流量计流量系数的确定

在不同雷诺数条件下对均速管流量计的内部流动进行数值仿真,引用k-ε湍流模型进行计算,应用有限体积法对控制方程离散和求解.模拟计算得到在不同雷诺数下流量计的内部流动速度和压力分布,算出流量系数,然后与理论结果相比较,两者吻合较好.

烟草专用标准恒流孔的研究

为了更好地测量卷烟吸阻和滤棒压降，基于计算流体动力学的角度对烟草专用恒流孔进行了研究，采用有限体积法和Realizable k-ε的湍流模型进行三维数值仿真，能够模拟烟草专用恒流孔的内部流动情况，并进行了理论、数值仿真和实验研究。实验数据和在浙江中烟标准化实验室测得的标准恒流孔入口端的体积流量的实验数据对比，综合分析后发现标准恒流孔能在其前端保持恒定的体积流量。

并列双圆柱尾迹被动控制中流场特性的实验研究

本文采用一个与主圆柱平行的小圆柱对并列双圆柱(中心距为1.5D,其中D为圆柱直径)的旋涡脱落进行被动控制。研究中,基于圆柱直径的雷诺数Re=5900。控制小圆柱被放置于并列双圆柱下游中心线上L=0～2D的距离上,其中L为控制小圆柱和并列双圆柱之间的距离。采用热线风速仪测量了并列双圆柱下游10倍直径处截面上的瞬时速度,得到了平均速度剖面和雷诺应力分布,同时测量了并列双圆柱的表面压力分布。通过分析测量结果发现,当控制小圆柱距离较近时,例如,L/D≤0.5,小圆柱对旋涡脱落和流场的控制作用非常明显,流场上下对称。而当L/D≥1.0时,小圆柱不能抑制宽窄流的出现,其对流场的控制作用大为降低。

一种新罗茨转子型线的构成方法

罗茨转子是气体罗茨泵,罗茨鼓风机和罗茨流量计等仪器设备的核心部件,转子型线设计得合理与否决定了仪器的性能。本文提出了一种新的罗茨型线,完成该型线的数学建模,通过C语言编程得到一系列的型线上的啮合点的坐标,运用Solidworks得到完整的转子型线。本文还对新的罗茨型线进行分析,并与传统的罗茨型线进行比较,验证新型罗茨型线的优越性。

一种适用于均速管测量的管内统一速度分布式

通过与指数分布模型的比较,得出管内统一速度分布式是相当可靠的.通过此分布式可确定均速管的新的取压点位置,与从前方法的结果相比,统一分布式确定的取压点测流量精度最高.

不同雷诺数下方柱绕流的数值模拟

在不同雷诺数条件下,对流体绕经方形柱体的流动进行了数值模拟,计算雷诺数分别为100,1×103,1×104和2.2×104.当Re=100时,直接采用N-S方程进行计算;当Re=1×103,1×104和2.2×104时,则引入k-ε湍流模型进行计算.应用Galerkin有限元法对控制方程进行离散和求解,利用分离时间步长法处理控制方程中的非线性项.模拟计算得出了在不同雷诺数下的卡门涡街脱落形态.方柱后尾涡的形态会随雷诺数的变化而产生一定的变化.当雷诺数较低时,尾涡会拖得比较长,随着雷诺数的增加,尾涡长度会随之缩短.计算得到了方柱的受力系数和Strouhal数.将计算结果与文献上的实验和计算结果进行了比较,两者吻合较好.

旋进旋涡流量计的数值模拟研究

通过计算流体力学(CFD)的方法对50 mm口径的旋进旋涡流量计进行了数值仿真.分析了旋涡进动效应下流量计内部流场的演变情况,找出传感器最佳安装位置以减小外界振动与流体脉动噪声对旋进旋涡流量计造成的影响,并且在此基础上对旋进旋涡流量计进行改进——在旋进旋涡流量计前面加导流片.改进后的旋进旋涡流量计压力损失有了较大幅度的减少.

垂直螺翼式水表下整流器压损特性的数值模拟

应用三维设计软件SolidWorks构建了WS-80型号的垂直螺翼式水表下整流器三维模型,将单个下整流器装配在直管道中建立数值计算模型,并在Gambit中划分网格和指定边界条件;采用有限体积法对控制方程进行离散,通过Simple C算法和Realizablek-ε湍流模型对上述模型中的内流场进行数值模拟,给出了该整流器某一截面上的流场静压力等值线图和速度等值线图,进而得到了下整流器造成的压力损失;分析了下整流器导流体上不开小孔、开小孔和导流体开小孔的基础上在导流体前端开槽这三种情况下,下整流器进出口截面上的压力损失.发现导流体上开小孔在大流量下对于降低压力损失具有明显的作用,并且导流体前端开槽对降低压损也有一定作用,研究结果对垂直螺翼式水表的结构优化设计具有重要指导意义.

电磁力控制翼型体边界层流动的研究

在低Re数条件下,对流向电磁体积力影响翼型体表面边界层流动过程进行了数值模拟.在无量纲形式的不可压缩Navier-Stoke方程中考虑了可以控制电磁力大小和分布的电磁力源项,并把计算结果与实验测量结果进行了比较,发现两者符合较好.同时对不同电磁力大小和分布影响翼型表面边界层流动的规律进行了探讨,其结果表明,较大的电磁力和更加集中于翼型表面的电磁力分布可以很好地消除涡结构,抑制边界层分离进而达到提高升阻比的效果.

旋进旋涡流量计结构参数优化研究

借助计算流体力学(CFD)方法对旋进旋涡流量计进行了研究,获得了流量计内部流场信息,验证了在流量计工作范围内旋涡进动频率与流量之间良好的线性关系.重点对几种旋进旋涡流量计结构改进优化方案进行了仿真分析,这些结构优化方案包括在旋进旋涡流量计起旋器入口加装导流叶片、改变扩张段的扩张角和改变收缩比.结果发现,加装导流叶片可以显著减小流量计压力损失,并可增加涡核的旋转强度,使得检测信号的强度得到增强,从而扩展了测量下限;收缩比和扩张角过大和过小对于流量计性能都不利,存在一个最佳值.

均速管流量计流量系数的修正方法研究

采用计算流体力学(CFD)的方法对300 mm口径的均速管流量计的内部流动进行了数值仿真,湍流模型应用标准k-ε模型,应用有限体积法对控制方程离散和求解.通过计算得出均速管流量计在几种长度不同的前直管段条件下的流量系数;还研究了流量系数与雷诺数的关系,得出流量计的流量系数随着雷诺数增加有上升的趋势.最后,对未充分发展段的流量系数进行了修正,得出了流量系数与雷诺数之间的三次拟合曲线,以此可将未充分发展段的测量值修正为充分发展后的数值,以实现在管道长度不足的情况下得到较为精确的测量值.

仿昆虫微飞行器仰俯姿态伺服控制器的设计

在风洞实验中,为动态地研究仿昆虫微飞行器的仰俯姿态控制方法,微飞行器的仰俯姿态需要根据安装于其上的微型多维力传感器的输出扭矩进行实时调节,为此设计了本伺服控制器。控制器采用STC增强型51单片机作为本控制器的核心,用模拟SPI接口与多维力传感器进行数据采集,采用电位器作为姿态角传感器,外接模数转换电路对姿态角度进行采样;采用步进电机实现对仰俯姿态角角速度的动态调节,并采用PID算法对姿态角角速度进行闭环反馈控制,以确保仰俯姿态角速度的控制精度。

高雷诺数下单圆柱绕流的DES三维数值模拟

采用Spalart-Allmaras基的DES模型对不同雷诺数下单圆柱绕流的湍流流场进行了三维数值模拟,取雷诺数Re=2×104,1×105,3×105和1×106,数值模拟研究分析了流场形态,给出了阻力系数及升阻力频谱,并与前人的实验和其他方法模拟的结果进行了对比.结果显示,它们与实验数据一致且图形的三维特性明显,这也验证了DES方法在高雷诺数时在圆柱绕流模拟方面的准确性.

气体涡轮流量计流道压力损失的数值模拟

采用计算流体力学(CFD)的方法对一口径为80mm的气体涡轮流量计进行工况条件的数值模拟研究.通过计算,分析了流量计在不同流量下,各部件包括前整流器、前导流器、机芯壳体、叶轮支座、叶轮和后导流器对压力损失的影响,给出了各部件的流量与压力损失的关系曲线及其压力损失比例.数值模拟结果与实验结果相符,进而从流道内的压力分布和流场分析压力损失原因并提出减少压力损失的改进思路.

单孔堵塞对均速管流量计测量精度的影响

对均速管流量计单孔堵塞后的内部流动进行数值模拟,得到压差,然后算出流量系数并与正常结果相比较,最后分析孔堵塞时对测量精度的影响。计算中引用k-ε湍流模型,应用有限体积法对控制方程离散和求解,在前处理软件GAMBIT中将计算区域划分为236多万个计算单元。

利用管道速度分布方程校准大口径气体流量计

通过测量口径为300 mm的圆管内的充分发展湍流测量面上的流速分布,获得流速分布曲线后,用指数分布式模型和统一分布式模型对比实验曲线.发现两种方程曲线上的点流速与实际流速较接近,且统一分布式较指数分布式在管中心部分更接近实际值,故将其作为充分发展湍流管段的流速分布式.从而实现直接用流速分布式和该面上的一点流速推算管道流量,作为标准流量来校准该管道中的流量计.使用该方法可以有针对性的对工业现场管道中的流量计进行校验.