低屋面横向通风牛舍温湿度场CFD模拟

在中国华东地区最炎热的月份,舍外高温高湿的气候条件,降低了低屋面横向通风(low profile cross ventilated,LPCV)牛舍的环境调控效果。为了研究LPCV牛舍温湿度场的分布规律,该文在现场实测的基础上,采用计算流体动力学CFD(computational fluid dynamics)方法,对LPCV牛舍的温度和相对湿度参数进行了三维数值模拟。现场实测的结果表明,舍外空气温度为36.2℃,相对湿度为55.5%的条件下,舍外空气流经湿帘后的降温幅度为7.7℃,湿帘出口处的相对湿度为99.9%;模拟结果表明,舍内温湿度场受气流场的影响,分布不均匀,风速高的区域温度相对较低,舍内相对湿度与温度呈现强烈的耦合关系。随着空气的流动,沿气流方向平均每米长度温度升高0.014℃、相对湿度下降0.04%,THI增加0.025。模拟值与实测值的对比表明,9个测点温度和相对湿度的测试值与模拟值之间相对误差的平均值分别为0.89%和0.59%,理论计算和数值模拟得到的奶牛显热散热量的相对误差为14.5%,说明现场实测与数值模拟有较好的吻合度。该研究可为中国LPCV牛舍结构优化设计和环境调控提供参考。

早龄期混凝土内部湿度场的测量与数值模拟

通过对以往常用的混凝土内部相对湿度测试方法进行比较分析,研究开发能够准确、方便、数字化测试水泥基材料内部相对湿度的新型测试装置。基于新型测试装置对早龄期混凝土内部相对湿度进行了测量;并对混凝土内部湿度场进行了数值模拟。结果表明:新型测试装置结果要比预埋管法准确,装置的滞后性小;混凝土表面相对湿度降低较快,内部降低慢,水分含量沿试件高度分布不均,存在明显的湿度梯度;低水胶比混凝土的内部湿度场不仅受水分扩散的影响,还受到自干燥效应的影响;有限元数值模拟的计算结果与实测值有良好的一致性,有限元仿真计算能够较准确模拟混凝土的相对湿度,可用于分析不同构件混凝土的相对湿度变化规律。

葡萄糖/天冬酰胺低湿模拟体系中丙烯酰胺产生机理研究

采用葡萄糖/天冬酰胺低湿模拟体系,系统研究反应条件对丙烯酰胺形成的影响。在单因素试验的基础上,选取加热温度、加热时间、天冬酰胺添加量、葡萄糖加入量4个因素,进行响应面优化分析。结果表明:加热温度和天冬酰胺添加量对丙烯酰胺的产生量影响显著。葡萄糖和天冬酰胺添加量分别为1.2 mmol,丙烯酰胺最大产生量条件为:加热温度200°C,加热时间6.5 min,丙烯酰胺的最大理论生成量为674.0 nmol。

半室外环境两相流低压雾化降温数值分析

为了改善夏季半室外空间的环境舒适度,研究了一种节能环保的两相流低压雾化降温技术.利用CFD软件FLUENT对其降温进行了分析,结合半室外环境的气象条件,获得了20μm和40μm两种粒径液滴对降温效果的影响规律.根据半室外环境中的人群活动特征,对其降温效果进行了初步分析.结果表明:在半室外环境中,采用两相流低压雾化降温可以达到较好的降温效果,在1.7 m及1.2 m等两种人体感知区域范围内,采用20μm和40μm两种粒径的细水雾最高温度降幅可达3.5℃,有明显的降温感觉;采用两相流低压雾化降温,不会引起局部环境中相对湿度的明显增加,人体不会感觉到闷热潮湿.两种粒径的细水雾均能完全蒸发,降温增湿的幅度和范围基本相同,没有明显区别.

大气环境条件对夜间飑线影响的敏感性试验

利用CM1数值模式,以2017年8月7日发生在长江三角洲地区的一次夜间飑线过程为例,开展弱切变背景下中层相对湿度、低层风切变和对流有效位能的敏感性试验。结果表明:中层相对湿度升高,有利于夜间飑线雷达回波面积、回波强度和地面降温幅度增大。湿度降低,虽导致夜间飑线的雷达回波宽度变窄,但有利于夜间飑线结构和强度的维持。中层相对湿度的改变对夜间飑线成熟阶段的地面最大风速的影响并不十分明显,但是中层相对湿度的降低会增大地面最大风速的波动;低层风切变的增大使夜间飑线雷达回波强度增强、面积增大、移速变慢,也使飑线冷池强度增强,而对成熟飑线的冷池厚度和地面最大风速影响不大,但是更弱的环境风垂直切变更容易出现脉冲风暴地面强风。低层风切变的减小不利于夜间飑线的发展以及成熟夜间飑线结构和强度的维持;对流有效位能越大,越有利于夜间飑线雷达回波强度和回波面积以及冷池强度和厚度的增大,也有利于夜间飑线地面降温幅度和地面最大风速的增大。中等大小的对流有效位能更有利于成熟夜间飑线强度和结构的维持。低对流有效位能不利于夜间飑线发展,但在中层湿环境条件下依然能发展成为成熟的夜间飑线。该研究揭示了中层相对湿度、低层风切变和对流有效位能等大气环境条件对夜间飑线发生、发展的影响机制,为夜间飑线的预报提供了参考依据。

种子库蒸发器冷却除湿过程的数值模拟

利用低温冷库贮藏种子时,保证库内较低的湿度能实现对种子的长期贮藏并保证种子出库后的发芽率.针对种子库内蒸发器冷却除湿的过程中进行研究,在库内相对湿度为90%,温度为20℃的初始状态下,改变蒸发器出风口温度为5、10、15℃,模拟蒸发器冷却除湿过程的温度及湿度分布情况.研究发现,蒸发器出风口温度为5℃更适合储存种子,但是只采用冷却除湿方法来进行除湿,冷库内的相对湿度分布不均匀,故应加入其他辅助除湿方式.

大空间下送风分层空调夏季热湿环境模拟研究

将某大空间数控机床实习区作为对象,利用实验和数值模拟方法对下送风分层空调室内垂直温湿度分布进行了研究。研究发现:在室内有湿扰量时,考虑热湿传递的模拟结果比仅考虑热传递的模拟结果降低了模拟误差,同时提供了仅考虑热传递无法得到的室内垂直湿度分布。在此基础上,模拟了有空调和无空调时不同围护结构散湿量和不同室外相对湿度的渗透风对室内温湿度的影响。结果显示,在常规范围内,无空调环境的室内温度分布受湿扰量的影响要大于空调环境的影响;无论是空调环境还是非空调环境,上部区域温度受影响程度要大于下部区域;室内温湿度受室外渗透风湿扰量的影响要远大于围护结构散湿扰量的影响。对自然通风条件下的室内环境进行模拟后发现其影响更大,室内垂直方向上的温度可相差2℃多。

Methanol Distillation System: Process Analysis and Column Design

Base on industrial research and experience, the process of methanol distillation is analyzed,and above all, a new concept of high pressure flowsheet and low pressure flowsheet is defined. The new configuration helps to handle problems encountered in many factories in China. The inter influence between process and column internal pattern is also pointed out. Recommendation of new column internal designs is given. Finally, industrial examples tell the how the new concept works and the possibility of combining process to give more opens to solve engineering problems.