瓦斯爆炸火焰波在分叉管路中的传播规律

笔者在研究分叉管路中瓦斯爆炸火焰波传播特征的基础上,分析了管路分叉对瓦斯爆炸过程中火焰传播规律的重要影响。研究结果表明,管道分叉时,管道分叉处为一扰动源,诱导附加湍流,气流湍流度增大,使瓦斯爆炸过程中火焰的传播速度迅速提高,分叉管路支管中火焰在前端是增大的,然后迅速减小;而分叉管直管端口封闭反射对直管管段火焰传播影响很小(端口距各测点较远),火焰在分叉管路直管管段范围是加速的。因此,在矿井开拓中,应尽可能减少不必要的巷道分叉。在巷道分叉处采取保护措施,减少爆炸造成的损失。研究结果对指导现场如何防治瓦斯爆炸,减轻瓦斯爆炸的威力具有重要作用。

不同角度分叉管道内氢气-空气爆轰传播特性

在3种角度分叉管道内开展化学计量比氢气-空气爆轰实验,采用自制的火焰传感器和烟迹法分别获得了爆轰波传播速度和胞格结构,探究了不同角度管道分叉对爆轰传播的影响。结果表明:氢气-空气爆轰在经过分叉三通时受分叉口稀疏波影响导致爆轰波衰减解耦,但随着入射激波与下游管道壁面碰撞,逐渐由规则反射向马赫反射转变,最终完成重起爆过程。其中,直通支管内爆轰衰减主要受支管入口面积的影响,随着分叉角度增大,入口面积减小,爆轰衰减程度和重起爆距离也随之减小;而分叉支管内,爆轰衰减受支管入口面积与入口渐扩程度共同影响,但随着分叉角度的增大,入口面积变为主要影响因素。不同角度分叉管内的实验结果均表明,初始压力升高能显著提高爆轰稳定性,从而削弱分叉几何结构的影响。

几种分叉管两相流体的阻力特性研究

在空气-水试验回路上对五种分叉管的两相流体阻力特性进行了研究,得出了这些分叉管的压力损失系数,可用以预测具有分叉管的管路系统的压力损失。

重油在分叉管内合流的数值研究

采用数值模拟方法对高粘性流体在不同夹角的分叉管合流的流动、换热进行研究,分析了不同夹角分叉管内合流的流动特性,讨论了分叉管夹角的大小对分叉管合流的流动、换热充分发展前的管道长度和压力损失的影响。

分叉管结构对爆震波传播过程影响的数值研究

为深入了解爆震波在多分叉管内稳定自持传播的机理,采用开源计算程序(Diagonalized Upwind Narier-stokes),模拟了爆震波在5种不同结构的分叉管中的传播过程。通过比较分叉管内爆震波传播过程的压力和温度云图,并分析爆震波传速度特性,总结出不同分叉管结构对分叉管中爆震波爆震特性的影响。在对次爆震管压力云图和爆震波速度特性进行分析后,得到次爆震管中爆震特性。计算结果表明:分叉管内爆震波传播较好的管型为收敛型分叉管,这为进一步的实验研究和分叉管实验件设计提供了理论依据。

稀释氩气对分叉管内爆震波绕射的影响

为了研究稀释气体Ar的浓度对爆震波从直管往分叉管绕射传播和对直管中爆震波传播的影响,采用三阶TVD迎风格式和Strang-splitting算子分裂法,对H2/O2/Ar混合物爆震燃烧进行了二维数值计算。计算结果表明:在298K,6670Pa初始条件下,四种组分比条件下,主爆震管下游由于分叉管绕射稀疏波的影响,都会产生不同程度的解耦,但是通过壁面马赫反射后,都能恢复平面爆震;在H2/O2/Ar体积比为2:1:7时,爆震波绕射进入分叉管后,爆震波解耦成爆燃火焰波;体积比为2:1:0,2:1:1和2:1:4条件下,水平爆震管中的爆震波,绕射进入垂直分叉管后,通过不同次数壁面马赫反射,能够二次起爆,解耦的爆震波恢复成为平面自持爆震波。

冲击波压力在分叉管道内的传播规律

为研究冲击波在分叉管道内的压力分布和衰减规律,搭建模块化分叉管道模型,进行冲击波传播试验,得到了不同破膜压力和不同分叉角度条件下冲击波在管道内各测点的超压峰值,并利用兰基涅-胡果尼方程插值拟合衰减曲线。使用FLUENT软件的压强速度关联算法对冲击波在管道分叉处的传播过程进行数值模拟,观察管内压力流场分布。得出结论:分叉角度对干管和支管的压力分布有显著影响,冲击波在管道内的衰减速率与破膜压力有关。30°、90°和150°三种分叉管道中,90°分叉管道支管的平台压力最低。同一破膜压力下,支管与干管的衰减速率变化趋势相反。

分叉管内爆轰波传播特性实验研究

为了研究爆轰波在分叉管内的传播特性,对以H_2/O_2为燃料的分叉式脉冲爆轰发动机进行了实验研究。分别测试了不同工况条件下管内不同采样点爆轰波压力,并对其变化过程进行了深入分析。实验结果表明:爆轰波在分叉管内传播过程中,分叉口下游主管道内爆轰波在经过6倍管径长度的过渡区后恢复稳定,爆轰强度不变。爆轰波绕射进入分叉支管2,并且在管壁发生多次碰撞和反射,形成过驱爆轰,在燃料充分填充的条件下可以恢复稳定爆轰,爆轰强度与主管道内爆轰波强度相同。在分叉支管2内加装扰流片对加快形成爆轰的影响甚小,分叉支管2内燃料填充率是形成稳定爆轰的关键。

分叉管流动的数值模拟

采用非结构、非均匀的网格和有限元方法,通过求解Navier-Stokes方程,对90°分叉管的流动进行了并行数值模拟的研究。计算网格为500000个有限单元,计算Reynolds数为1500。计算结果给出了90°分叉管详细的流动结构。

三例人体颈动脉分叉管血液动力学的数值对比分析

颈动脉粥样硬化的发生常常呈现出强烈的几何选择性特征,表明其几何形状对局部血液动力学特征影响很大。本研究采用Mimics软件对三例真实人体颈动脉分叉管的CT影像数据进行了图像处理,重建了三维几何模型。对三种不同出口流量分配比条件下的脉动血液流场进行了全三维数值模拟,重点分析了流量分配比和分叉管几何特征对局部血液动力学的影响。计算结果表明:(1)内外颈动脉血液流量分配比的变化对颈动脉分叉管内的血液动力学特征影响很大,但具体程度因颈动脉形状差异而不同;(2)颈动脉分叉角或颈动脉窦较大时,颈动脉分叉处流动比较紊乱,低速区和低壁面剪应力区面积较大,使得粥样硬化风险较高。

脉动流在分叉管中通栓效果的晶格玻尔兹曼方法研究

血栓引发的各种心血管疾病一直威胁着人们的健康.在已经产生血栓的血管中,脉动对于疏通血管有良好的作用.由于血液的粘滞作用以及红细胞的惯性,脉动流的频率会影响血管通栓的效果.在分叉管模型中,低压差的条件下,由于另一畅通管子的导通作用减少了回流,导致通栓效果不理想.通过增大压差和提高脉动流的振幅,降低畅通管子导通作用的影响,研究脉动流在分叉管中的通栓效果.研究发现,脉动低频通栓效果好,但是通栓需要的时间较长;高频通栓时间短,但是当频率高于一定值,则通栓效果不明显.细胞和管壁的摩察系数对通栓效果也有影响.

血液在分叉管栓塞的晶格玻尔兹曼方法研究

基于对血栓形成机理问题,建立了血液在分叉血管中流动的晶格玻尔兹曼模型,研究在不同压差、压积下血栓的形成机理。模型用刚性小球代替红细胞,为了使模拟更符合实际,在管壁与小球之间增加了摩擦力。结果表明,压积越大越容易发生堵塞,压差越大越不容易发生堵塞,在入口以及分叉处最易发生堵塞。

动脉分叉管道血液流动的边界元分析

我们用边界元方法研究了一类动脉分叉血管中血液流动的流体动力特性,计算了分叉血管无病变和主支管有病变时血液流动的速度矢量分布,比较了主支管壁有病变和无病变两种情况下内外侧壁切应力的大小,同时计算了分叉附近有颗粒状绕流物时血液的流场分布,及颗粒物所受压力状况,给出了颗粒物的运动趋势,分析了引起粥样斑块病变的可能原因。

电站锅炉侧水冷壁分叉管的焊接

在电站锅炉的制造过程中,侧水冷壁分叉管的焊接(见图1)是一个棘手的问题。其原因是A部间距很小(10～20mm),使焊枪活动范围变小,给操作带来很大不便。另外,由于左、右弯管的上部弯曲成圆环,这样A部管壁沿上部直管中心线方向上的厚度达7～9mm(见图2),焊接时很难焊透。

T型分叉管内牛顿与非牛顿血流特性对比分析

目的:动脉粥样硬化是引起心血管疾病的重要因素。结合临床心血管相关病例,从交叉学科的角度分析了入口血流速度和血液粘度对T型分叉管内血流分布的影响,以探索T型分叉管内血流分布与动脉粥样硬化形成的关系,为临床诊断与治疗提供一定的指导。方法:根据血液流动的粘性不可压缩Navier-Stokes方程,运用Auto CAD建立了T型分叉血管的几何模型,并采用计算流体力学方法 (Computational Fluid Dynamics,CFD)对分叉管内血液流动进行数值模拟,分析不同初始条件下分叉管内血流分布对动脉粥样硬化形成的影响。结果:数值模拟结果显示,与牛顿血液粘度模型相比,非牛顿血液粘度模型下血流分布较合理;分叉管的壁面切应力明显大于主血管,而分叉管的壁面压力却小于主血管,表明分叉处管壁受到高切应力与低壁面压力的共同作用,血管内壁易疲劳损伤,促进动脉粥样硬化的产生;这与分叉处附近A与B处存在较大面积的低速涡流区相符合,为动脉粥样硬化的形成提供有利条件。结论:通过对T型分叉管血液流体动力学的数值模拟,表明入口血流速度和血液粘度在动脉粥样硬化形成过程中具有重要作用。另外,数值模拟结果与临床检测结果一致,为进一步研究心血管疾病的机理提供一种有效、可靠的研究方法。

雅加水电站压力分叉管的制作下料

结合压力分叉管各相交曲线的具体特点，采用综合法求出管I和腰梁的相交曲线：偿试用计算法解决管I和U形梁的相交曲线的制作不料中存在的难题，制作下料效果令人满意．

分叉管道在山区农田水利工程中的应用

在水电工程建设过程中会对山区的土地进行破坏,需要对破坏的土地进行复垦,农田水利工程是此类土地复垦工作中的一项非常重要的部分,灌溉工程是农田水利工程的一项重要的单位工程。山区地形地貌及地质情况较为复杂,且大部分的场地较为分散,灌溉工程所需管道大多为分叉管道。本文就以大渡河猴子岩水电站为例,对分叉管道在山区农田水利工程中的问题进行了深入研究。

用晶格玻尔兹曼方法研究粒子在分叉管中的运动

用晶格玻尔兹曼方法研究流体在由管径不同的管子组成的分叉管中的流动,分析分叉管中的流速和流线分布以及单个颗粒的运动轨迹,为下一步研究血液在分叉管中的运动奠定基础。

应用微型计算机求解分叉管道水击的通用程序

本通用程序,可用于支管出口条件为:阀门、封闭端以及孔口等组合的各种分叉管的水击计算。只要从链盘上改变输入的数据(程序本身不需更动),便能迅速得到相应情况的水击计算成果,节约计算时间,且成果精度高,特别对大量不同情况或支管根数较多时,更显优越。 在程序中,采用特征线法,阀门启闭为曲线(含直线)变化规律,并考虑了摩阻水头损失。程序结构紧凑,需要贮存单元少,使用简单,采用BASIC语言,便于在各类小型及微型计算机上运算。