基于单元流道模型的三叶孔板换热器热力性能研究

三叶孔板换热器是一种新型纵流换热器,广泛应用于核电装备领域。建立了三叶孔板换热器壳单元流道模型,利用商用软件FLUENT 14.0及三种湍流模型对换热器壳程流体流动及传热性能进行数值模拟,通过与试验对比优选了湍流模型。分析了其壳程流体流场和温度场的分布情况及支撑板间距、三叶孔孔高等结构参数对三叶孔板换热器传热和阻力性能的影响。在此基础上,进一步与整体模型的计算结果进行了比较。结果表明:采用可实现k-ε湍流模型的计算结果更为准确;壳程努赛尔数和阻力因子随支撑板间距和开孔高度的增大而减小;综合考虑相关因素,单元流道模型是研究纵流壳程换热器传热与阻力性能的一种可行且高效的模型和方法。

泥石流块石冲击下新型钢管混凝土桩林坝“品”单元动力响应分析

泥石流所含块石的冲击是造成拦挡结构破坏的主要因素。钢管混凝土桩林能够有效拦截泥石流块石,减轻它的破坏作用。选取了钢管混凝土桩林的典型"品"字形三桩结构单元,利用ANSYS/LS-DYNA软件对其两个典型部位进行了块石冲击下的动力响应模拟和分析。结果表明:三桩结构不同部位的冲击力时程曲线呈现出显著差异,受冲击部位的约束越强,即局部刚度越强,则冲击力峰值越大,且冲击力峰值随着冲击速度、混凝土强度等级以及桩截面套箍系数的增大而增大,而三桩结构顶部节点处冲击力峰值随着桩心距的增大而减小;受冲击部位背面的残余变形与冲击速度近似成二次关系,与冲击能量成线性关系;结构的受冲击部位、支座部位以及桩梁连接处的响应较大,设计时应予以加强。

泥石流大块石冲击作用下桩林结构的破坏形式及其优化分析

桩林结构在拦截泥石流大块石的实际应用中较为广泛,但由于理论研究匮乏,导致该类型拦挡结构在实际应用中主要凭借工程人员的经验来确定具体尺寸。选取了桩林结构的典型"品"字形桩林结构单元,创新性地建立桩林结构破坏的力学模型,分析得出桩林结构破坏的三种主要形式及相应的临界条件。利用ANSYS Explicit Dynamics软件对不同的荷载作用位置下,桩间距、排间距不同的"品"字形桩林结构进行了块石冲击下的动力响应模拟和分析,数值分析结果与力学模型分析得出的结果较吻合。对结果总结分析后,得出桩间距、桩排间距、荷载作用位置对桩林结构破坏形式的影响。

三叶孔板换热器壳程流体流动和传热研究

三叶孔支撑板是广泛应用于核电站换热器中的一种管束支撑结构,其性能的好坏对核电厂的运行及安全有着重要的影响。文中运用"单元流道"模型,分析了流道内流动和传热的细观特性,研究了三叶孔支撑板换热器中开孔高度、支撑板间距和壳程流量对传热、压降的影响。结果表明,三叶孔支撑板换热器的性能随开孔高度和支撑板间距的增加而增加,随壳程流量的增加而降低。