开口条件下高速离心机机室流场模拟及试验研究

为研究离心机机室开口条件下机室内流场特性及开口对风阻功率的影响,首先基于CFD(计算流体力学)方法建立了某离心机机室流场分析模型,针对机室开口状态进行了模拟,对比了风口竖直及倾斜对换热的影响;其次在某高速离心机上开展了流场测试试验,获得了机室内压力及风速的空间分布,及随离心机转速的变化规律,并对比了圆盘转子与转臂转子的风阻功率差异。研究表明滑移网格技术可用于计算离心机机室内旋转流场,倾斜通风口更有利于机室通风换热,并降低离心机运行的风阻功率;对旋转部件上凹坑等进行整流可有效降低风阻功率;圆盘转子的压差阻力远小于转臂转子。通过合理设计通风口可提高机室换热效率,研究可为高速离心机机室及温控设计提供参考。

开式风洞超声速压气机流场起动的数值研究

在开式风洞超声速平面叶栅试验中,从试验启动到叶栅建立超声速流动状态的过程,即超声速流场起动问题,已成为公认的难题。为建立可行的开式风洞超声速流场起动方法,奠定开式超声速风洞的使用基础,基于某超声速风洞,以超声速压气机平面叶栅为研究对象,开展三维数值仿真研究;分析试验条件下超声速流场起动失败的原因,制定三种流场起动方案。结果表明:起动失败的原因为叶栅前缘形成了一道强正激波;仅提高风洞进口总压无法建立叶栅超声速流动状态;仅增大下壁溢流缝宽度可起动超声速叶栅流场,但有效叶栅流道数量减少,壁面附面层增厚;保持上、下壁溢流缝宽度在1倍栅距以上,在栅前上、下壁设置超声速墙并进行抽吸,可有效起动超声速流场,相邻流道出口马赫数最大波动0.01,出口气流角最大波动0.09°,周期性满足试验需求。

高低温试验箱温度均匀性调节技术研究

温度均匀性是保证高低温试验箱实验结果有效性和可信性的重要指标。现有关于高低温试验箱出风口气流组织形式对温度均匀性影响的研究主要通过仿真模拟技术,并且都忽略了试验箱风道在宽度方向的不均对试验箱整体温度均匀性的影响。通过对设备温度均匀性、调节复杂度、能耗情况等进行比较,在内箱容积均为1000 L的高低温试验箱中,实验了3种不同的温度均匀性调节技术,即可调百叶、热气除霜、双边进蒸发器等。结果发现双边进蒸发器技术更加有益于设备风道内部换热,可有效排除因试验箱风道温度不均对实验结果的影响,并且在同一试验箱中分别实验了3种出风口形状(正方形、圆形、菱形)及不同风速下试验箱的温度均匀性。结果表明:风速对环境试验箱的影响很大,风速越高,试验箱温度均匀性越好。当风速相同时,在高温工况下,出风口形状对试验箱温度均匀性的影响很大,方形出风口温度均匀性最好;在常温及低温工况下,出风口形状对试验箱温度均匀性的影响很小。

接地变抗出口短路能力分析及提升

针对目前接地变出口短路工况下绕组物理特征研究不足、损坏事故多等问题,文中以一台干式接地变为研究对象,利用有限元仿真软件搭建三维多物理场耦合模型,分析研究接地变低压侧出口短路工况下绕组电磁、温升、应力形变等多物理参量的变化及分布规律,探究影响接地变抗出口短路能力的关键因素。结果表明:接地变发生出口短路后,受其轭铁心及邻柱铁心的影响,绕组侧面磁通及其等效应力均大于绕组正面,整体形变极不均匀;受接地变特殊的绕组结构和工作方式的影响,其低压绕组在出口短路故障时的暂态温度可达140.9℃,远高于高压绕组。最后基于动、热稳定的双重约束,提出接地变抗出口短路能力的提升措施,对接地变抗出口短路能力的薄弱部位进行结构优化。

涡流控尘系统径轴向流场分布规律研究

为掌握涡流控尘装置的流场特性,采用数值模拟方法,分别在Standard、RNG、Realizable三种模型下对涡流控尘系统内部流场进行模拟,并建立实验系统,测试径轴向出口的风速分布进行验证。研究结果表明,径向出口上,始端0.2 m范围形成了负压区,0.2~2.0 m风速最大,最大风速达20 m/s,此后风速随距离的增加而均匀减小。轴向方向上,从涡流风机处开始,管道截面风速呈圆环状分布,表现出中心风速小、周围风速大、壁面风速小的轴对称M形分布特点;截面风速沿程减小,从涡流风筒出口后,截面风速趋于稳定,到管道出口处,截面最大风速不超过1.8 m/s。数值模拟与实验结果基本一致,尤其是轴向风速分布规律完全吻合,以Standard模型最为准确。

空调系统风平衡调试技术研究

针对基准风口法在空调系统分平衡调试工作中的局限性,以基准风口法为基础总结了一套实用的现场调试方法“风量调节法”,即从超设计风量的风口调起,依次调到风量最小的风口,如此循环反复,直至每个风口都达到设计值;有效地降低了风管系统阻力,提高了调试工作成功率。

风速变化对竹湖流场结构影响的数值试验

利用EcoTaihu生态模型中的压缩坐标系下三维水动力学子模型,对4种吞吐流量(换水周期分别为36d、7.2d、3.6d、35h),东、西、南、北风向,不同风速的风场作用下的浅水湖泊进行了数值模拟,分析比较了不同风速作用下湖泊分层流场及垂向平均流场结构的差异。结果表明,随着风速的增大,湖泊垂向平均流场逐渐由受吞吐流控制转变成受风生流场控制;在此转变过程中存在着临界风速值,当风速大小超过该值时,流场结构发生明显的改变;风向和吞吐流量是影响临界风速值大小的主要因素。风速变化对稳定状态的湖泊表层、次表层流场有较大影响,而对底层和次底层影响不大。在水深水平变化较大的区域,垂直平均流场结构对风速变化的响应较为敏感,易形成环流,浅水区垂向平均流向和风向一致,深水区则和风向相反;水深变化较小的水域,流场结构对风速变化的响应则较为迟钝。

空气导流装置对大型自然通风湿式冷却塔性能影响研究

自然通风逆流湿式冷却塔的热力性能受环境大风的影响较大,通过在塔进风口设置导流装置可以改善冷却塔的热力性能。为了验证空气导流装置对冷却塔热力性能的效果,本文针对环境大风地区的1000 MW机组配置的13000 m2自然通风逆流湿式冷却塔进行试验研究,在相同的运行工况和环境大风条件下,比较2座同类型的冷却塔不设空气导流装置和设置空气导流装置对其热力性能和出塔水温的影响。结果表明:设置空气导流装置,可以有效降低环境大风对冷却塔的不利影响;在同等运行状态和环境条件下,设置空气导流装置后,出塔水温比不设空气导流装置的低,在试验环境风速范围内,2座塔随环境风速的增加出塔水温差值而愈发明显。环境风速v<3 m/s,2座冷却塔出塔水温基本一致;3 m/s≤v<5 m/s,2座冷却塔出塔水温差值变化范围为0.24~0.61℃;5 m/s≤v<8 m/s,2座冷却塔出塔水温差值变化范围为0.71~0.97℃。

两起高压厂用变压器出口短路事故的诊断试验比对分析

介绍了两台高压厂用变压器出口三相短路事故的概况和诊断性试验,包括介质损耗因素和电容量测试、油中溶解气体色谱分析、绕组直流电阻测试、短路阻抗和短路损耗试验、绕组频率响应分析等。根据两台变压器的历次试验数据,进行纵向、横向的同比分析和互比分析,以及使用比值分析法进行事故诊断和状态评价。结合两台变压器出口短路事故试验诊断比对分析结果,提出了对变压器开展零启升压下的空载试验、油中溶解气体色谱分析、计算产气速率、油中微量金属含量分析、低电压短路阻抗和短路损耗试验结合扫频短路阻抗检测的建议,以提高诊断比对和分析评价的正确性。

吞吐流量对湖泊流场结构影响的数值试验

本文利用EcoTaihu三维生态模型中的三维水动力学模型,开展了典型背景风场、多个吞吐流量条件下的湖流数值试验,分析比较流场达到稳定状态时。沿垂直方向平均流场随吞吐流量大小的变化特征。结果表明:随着吞吐流量的增加,湖泊垂向平均流场逐渐由受风生流控制转变成受吞吐流场控制,在此转变过程中存在临界吞吐流量值。当吞吐流量大小超过该值时,流场结构发生明显的改变,湖泊内小尺度的环流先消失,规模最大的环流最后消失;环流中流向和吞吐流流向一致的区域流速得到加强.而与吞吐流流向相反或差异较大的区域.流速先减小,后增加。风向和风速是影响临界吞吐流量值大小的主要因素。本文的研究结果对认识湖泊流场特征和了解物质在湖泊内的输移扩散具有重要意义,为合理规划引调水、准确预测水质、重建健康生态湖泊提供基础科学依据。

一种模拟汽车散热器空气出口温度的新方法

搭建传热风洞试验台,建立热平衡方程计算空气理想出口温度。分析传热风洞试验数据找出影响汽车散热器空气出口温度的因素,对这些因素进行无量纲分析并建立三种不同类型的回归模型,得出汽车散热器空气出口温度计算公式。对回归模型的误差、显著性及精度进行评估。研究结果表明:一元和二元线性回归模型的误差随着风速的增加显著上升,而幂指数回归模型的误差随着风速变化较为平稳且其误差基本在5%内,幂指数回归模型回归效果最好,与试验数据匹配度最高。

基于CFD空气动力制动风载荷试验台仿真设计

借鉴风洞试验收缩段的收缩比和收缩曲线的设计,基于CFD借助数值仿真手段,对风载荷试验台的关键部件风源和出风口风道分别进行了选型及改进设计。通过对不同方案的制动风翼所受气动阻力、最大最小风压及压力分布图和流场流线均匀度等性能指标进行对比研究,同时将各方案中制动风翼受力数据与设计指标进行比对,最终选择型号为9-19-No.16D的高压离心风机和经过改进设计后的出风口风道组合方案。计算结果表明:该组合方案产生的气动阻力14 751 N和最大风压14 601 Pa相对设计指标气动阻力13 k N和最大风压11 000 Pa,分别增大了13%和32%;同时压力云图分布也与装于列车的制动风翼类似;在流场均匀度方面,流线图较均匀规则,内部涡流区较小,造成的压力损失小,外部涡流区较少。综合评价,该组合方案能够很好地满足空气动力制动风载荷试验台的要求。

空气重介流化床干法选煤机排料装置与布风装置探讨

从空气重介流化床干法选煤机的工作原理入手 ,通过对排料装置及布风装置的受力分析 ,阐述了排料方法对布风装置的影响。针对具体情况提出了相应的措施 ,以改善布风板的受力状态 。

电动汽车冷却系统热流场的协同分析与散热性能研究

场协同原理可以应用于电动汽车不同冷却方式的散热性能分析,进而指导电动汽车冷却方式设计,研究表明,两边出风口模式的自然进风散热性能较差,上出风口模式具有较为优越的自然进风散热性能和气动性能;双口上出风模式比单口上出风模式散热性能优越,但气动性能稍差,综合考虑,选择单口上出风模式更能平衡电动汽车的气动性能和自然进风散热性能;随着车速提高,电池组最高温升和内部最大温差均降低,且与车速基本呈线性关系变化;水冷板不同流径的速度均匀性由低到高顺序如下:首先单进单出,其次双进双出,再到三进三出,最后为六进六出,根据场协同原理分析,散热性能逐次提高,并用试验分析和仿真计算结合的方法验证这一判断的准确性。上述结论为电动汽车冷却方式的选择提供参考依据。

冷却塔出塔水温的迭代计算方法

基于麦克尔焓差法原理,对循环水泵运行方式变化前后的进塔风速进行了估算,给出了冷却塔出塔水温的迭代计算方法.用数学方法对冷却塔特性数和冷却数随出塔水温及进塔风速的变化规律进行了分析,并对计算过程中非线性方程的多解选择问题及迭代退出条件进行了研究,最终确定出了符合物理意义的真实解.由此确定的循环水泵各运行方式下的出塔水温可直接用于循环水泵最优运行方式的确定,对现场中冷端系统的优化具有一定的现实意义.

2500t/d新型干法水泥生产线热工标定与分析

对AXNW水泥厂2500t/d生产线进行热工标定并分析,该厂熟料产量平均在2850t/d,超过设计产量的14%。系统烧成热耗3308.69k J/kg,高于全国平均水平。C1筒出口温度为290℃,处于国内先进水平,其氧含量达到4.9%,偏高。篦冷机冷却效果欠佳,风室存在风短路现象,直接影响了熟料质量和余热发电量,热回收效率偏低。该烧成系统还有较大的提升潜力,如果通过改进和优化,精细化管理和操作,熟料产能还可以得到进一步的提高,热耗及电耗可明显下降。

2005年安徽电网变压器绕组变形事故测试情况的分析

随着省内装机容量的增长,导致系统内的短路容量和短路电流增大,运行过程中的主变压器会发生一些近区和出口短路事故,给设备以及电网的正常运行造成影响。文中结合现场实际,对2005年度安徽电网17家地市供电公司的99台变压器开展绕组变形试验的情况进行了介绍,特别对其中4台主变压器的出口短路和绕组变形情况作了事故原因分析,提出了预防变压器近区和出口短路的措施。

玫瑰花瓣红外喷动床干燥模型及品质变化

为提高玫瑰花瓣的干燥速率和品质,利用新型红外喷动床干燥设备,研究不同出风温度和风速下玫瑰花瓣的干燥特性并建立干燥动力学模型;对比不同干燥条件下玫瑰花瓣的品质变化。结果表明:提高出风温度和风速能够显著提高干燥速率和缩短干燥时间;玫瑰花瓣红外喷动床干燥过程主要为升速干燥和降速干燥,无明显恒速阶段;玫瑰花瓣红外喷动床干燥过程的有效水分扩散系数在6.703 85×10^-10~1.382 35×10^-9 m^2/s之间,随着出风温度和风速的增大而增大;通过模型拟合发现,Midilli模型能更好地反映玫瑰花瓣的红外喷动床干燥规律;温度和风速对复水比、总黄酮含量和总酚含量均有显著影响;风速对色泽和微观结构有显著影响。研究结果可为红外喷动床干燥的研究与应用提供参考。

涡轮出口气流角对低速风力引射器流场影响的数值研究

为了开发先进的具有广泛适用性的低速风力涡轮,采用涡扇发动机喷管引射技术设计了双涵道风力涡轮,以新型低速引射式风力涡轮的引射混合器为研究对象,采用CFX商用软件基于RANS方程和k-Epsilon湍流模型,数值研究了涡轮出口气流角对风力引射器混合性能的影响。研究结果显示,涡轮出口气流与轴向夹角由0°增至30°,引起了波瓣后侧流向涡量迁移,最大正交涡量降低了1/3,波瓣内侧中部分离对涡与槽道吸力侧分离区汇合,风力引射器内流道总压损失从2.4%增大至5%,此夹角大于10°时外流场对称结构消失并失稳。

综掘面抽风口调控下的旋流风幕降尘优化

为提高煤矿综掘面粉尘防治技术水平,通过旋流风幕与抽风口的协同作用优化风流减少粉尘聚集,改善工作面通风环境。将附壁风筒和自主研制的风流调控装置相结合,设计混合式通风下的旋流风幕与抽风口风流调控系统。首先,利用数值模拟方法,分析附壁风筒条缝宽度、轴径风量比和抽风口口径、偏转角度单参数变化对粉尘运移分布的影响;其次,采用粒子群优化算法(PSO),求解得到司机及行人位置粉尘双目标优化的最优调控方案;最后,分别通过数值模拟和搭建的调控降尘试验平台测试验证最优方案优化效果。结果表明:调控后司机位置粉尘质量浓度降低41.5%;回风侧行人呼吸带平均粉尘质量浓度降低64.2%,物理试验与数值模拟的降尘优化效果基本一致,验证了旋流风幕与抽风口综合降尘方法的有效性。