集聚赛络纺纱导流装置的设计与应用

针对集聚赛络纺纱系统能耗较大的问题,设计3种导流装置,以降低集聚赛络纺纱系统的负压,达到节能降耗的效果。首先通过solidworks软件建立集聚赛络纺纱集聚区三维物理模型,利用fluent进行数值模拟,分析集聚区气流场的分布情况;然后通过纺纱实验进一步验证导流装置能够起到节能降耗的效果。结果表明:出口负压越大,集聚槽附近的速度越大,集聚槽上方的气流对须条起到挤压作用,使须条紧紧贴在网格圈表面,集聚槽侧向气流使须条宽度减小,须条表面的毛羽能够卷入到纱体表面,形成紧密的结构,从而能够减小甚至消除加捻三角区;使用所设计的3种导流装置(集聚负压1000 Pa)纺制出来的纱线与普通集聚赛络纱(集聚负压2000 Pa)质量相当,甚至更好。

基于变流速的活动扩张角导流装置性能研究

针对导流装置型水轮机在高流速条件下叶片承受过大轴向力的问题,提出了一种自适应流速变化的导流装置解决方案。该装置能够在低流速区间保持相对稳定的增速比,而在高流速区间通过调整增速比来减轻叶片负载,提高水轮机在低流速环境下的功率输出。通过数值分析,以增速比作为评估指标,研究了扩张角的调整范围、活动装置的长度和形状,并分析了不同流速条件下的长短轴比例、水轮机所受推力及获能情况。研究结果表明:使用翼型活动装置,保持其长宽比为1.5,扩张角调整范围为0~15°,增速比的调整范围为1.10~1.57;当活动装置的长短轴比例为3.4∶1时,在高速流场中叶片相对受力可降至1.1左右,同时在低流速区域具有较好的能量转换效率。

导流装置对高速磁浮列车气动特性的影响

由于车轨悬浮间隙的存在,高速磁浮列车的悬浮架周围流场紊乱且气动力复杂,影响列车的悬浮和导向性能。基于计算流体力学建立了3车编组的高速磁浮列车气动数值仿真模型,研究了列车气动特性及车轨间隙和悬浮架周围的流场结构,分析了3种不同形式的导流装置(板式、短楔形、长楔形)对列车气动特性的影响规律。研究结果表明:在500 km/h的运行速度下,气流通过头车鼻尖底部悬浮间隙直接冲击在头车一位端悬浮架迎风侧,形成的压差阻力使头车气动阻力大幅增大;受悬浮架扰流影响,气流在车体底部形成了大面积的正压区,直接导致头车气动升力和气动力矩大幅提高且远高于中间车及尾车气动升力。根据研究结果,改变头车鼻尖底面结构,控制进入车轨磁浮间隙的气流流量和方向,改善了列车表面压力分布情况,协同降低了列车气动阻力、气动升力和点头力矩。与原型磁浮列车相比,3种导流装置均能实现减阻降升,其中气动特性优化效果最好的长楔形导流装置可实现减小整车气动阻力3.6%、头车气动升力40.6%和头车点头力矩80.3%,综合气动性能最好。

某600 MW机组SCR脱硝系统导流装置设计与分析

氮氧化物排放标准日趋严格,煤电机组的脱硝系统需要升级改造。针对某600 MW煤电机组SCR脱硝系统的烟道流场,采用数值模拟分析方法,发现整流格栅下侧流场的横向分布不均匀程度较高,以第1层催化剂上方0.5 m处截面作为计算对象,速度偏差达到28.1%;为改善流场均匀性,设计了弧形导流板和圆柱导流杆两种导流方案。结果表明,弧形导流板优化效果有限,会造成紊流现象;圆柱导流杆优化效果较好,速度偏差降低至11.2%,且流线倾角较小,满足设计要求。最后对改善NH3相对浓度分布提出了建议。

导流装置对直接空冷单元流动传热特性的影响

研究环境条件影响下的电站直接空冷系统流动传热特性,对于提高空冷机组运行水平具有重要意义。该文针对600MW直接空冷机组空冷凝汽器的典型结构,建立了带有空气导流装置的凝汽器单元内冷却空气三维流动传热过程的物理数学模型。基于这一模型,利用CFD模拟获得了凝汽器单元内冷却空气流场和温度场,进而研究了不同环境因素影响下加装空气导流装置后凝汽器单元内空气流动传热特性的变化规律。研究表明:在平台下部四周加导流装置能有效削弱环境横向风的不利影响,提高冷却空气流量,改善空冷单元的传热状况。

加装导流装置的凝汽器喉部流场的三维数值模拟

针对凝汽器喉部布置低压加热器而导致喉部出口流场的不均匀现象,采用模型并结合壁面函数法,利用SIMPLEC算法编程,对某300 MW汽轮机凝汽器喉部加装导流装置前、后的流场进行了三维数值模拟和对比分析.结果表明:加装导流装置前,内置式低压加热器使凝汽器喉部出口流场的分布具有不均匀性;加装导流装置后,喉部出口流场的分布趋于均匀.通过数值模拟,给出了加装导流装置的最佳方案.汽轮机的实际运行情况表明:加装导流装置后,提高了凝汽器的真空,从而改善了汽轮机运行的经济性,达到了节能降耗的目的.

柴油机Urea-SCR系统带导流装置扩张管及催化器内部特性分析

为了改善选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)催化器内部速度和压力分布,使发动机的排气和还原剂尽可能均匀地通过整个催化剂载体,利用计算流体力学FIRE软件在不同工况下对常规的圆锥形催化器不同扩张角进行稳态数值模拟。根据模拟结果分析影响催化器内部流动特性的主要因素,得到最佳的扩张角。在此基础上加装导流装置,并对加装导流装置前后的催化器内流场分布进行比较。研究结果表明:导流装置对载体前端面速度和还原剂的均匀性有所改善,可以提高SCR系统的NOx转化效率。

300MW燃煤锅炉SCR脱硝系统导流装置的设计优化

为优化某300 MW亚临界燃煤锅炉SCR脱硝系统,基于FLUENT6.3软件,对系统烟道及反应器区域进行了模拟分析,结果表明:无导流装置下因烟道截面变化及弯头的偏转,反应器前烟道烟气流速不均,反应器入口烟气流速标准偏差Cv高达47.1%,氨氮混合较差,氨氮比最高值可达4.08;加装设计导流装置后,流场得到显著改善,系统内烟气流速和氨氮比标准偏差均下降到15%以内,各区域内氨氮比均控制在1左右,脱硝效率由66.48%提高至89.62%,系统压降由1 155.8 Pa降低到549.2 Pa,这使得SCR系统运行的经济性得以显著提高。此外,优化后系统在不同负荷下压降及速度偏差均满足运行要求,因而该方案适用于机组的变负荷运行。

压水板/导流墩组合导流装置的开发及其在上海污水治理二期工程SB泵站前池中的应用研究

前池是泵站的重要组成部分 ,上游来流经过前池被水泵送往下游。大城市土地资源十分宝贵 ,泵站的占地受到较大限制 ,因此前池往往不得不做成池长较短和扩散角较大 ,这样极易造成前池流态不佳、各水泵配水不均、泵站能耗增加及沉砂淤积。本文通过上海污水治理二期工程SB泵站的水力模型试验研究 ,针对该泵站前池池长短、池底陡、扩散角大的不利情况。提出了在前池增设压水板/导流墩组合导流装置的新技术 ,显著地改善了前池流态和多泵运行配水均匀性 ,从而提高了泵站效率 ,克服了沉砂淤积。

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℃。

600MW汽轮机排汽通道加装导流装置的数值研究

针对某600 MW汽轮机排汽通道出口流场不均匀所造成的排汽压力偏高、经济性降低的问题,对配备双背压凝汽器的汽轮机排汽通道进行三维数值模拟,分析造成排汽通道出口流场分布不均匀的原因,并给出了一种能够极大改善排汽通道出口流场均匀性的导流装置布置方案.结果表明:汽轮机排汽缸的结构、小汽轮机排汽和低压加热器的存在导致排汽通道出口流场分布极其不均匀;在排汽通道内加装合理的导流装置后,出口流场均匀性得到改善,排汽通道的工作性能得到提高,排汽通道总压损失系数仅增大0.5%~2.5%,而静压恢复系数增大6.4%~8.8%,均匀性系数增大10.4%~13.4%.

利用导流装置降低大后壁车辆气动阻力的实验研究(Ⅰ)

利用1/16缩比的公共汽车模型及两种类型的导流装置,在一带有可移动地面和边界层吸收装置的Eiffel型风洞中进行了在车辆后端面的上下边和侧边分别安装导流装置时车辆后部尾流区的压强恢复及气动阻力降低的实验。应用边界层分离理论比较详细地分析了安装导流装置的车辆后部尾流区的流动机理,综合分析评价了车辆表面与导流装置间的缝隙在空气引流及车辆气动阻力的降低中的作用,为新型车辆的设计和改造提供有利依据。

直接空冷单元内加装一种导流装置的数值模拟

针对600MW直接空冷机组凝汽器典型结构,建立在空冷凝汽器单元内部加装弧形导流板的物理模型,利用CFD软件,采用SIMPLE算法和k-ε模型进行数值模拟计算,对加装导流板前后空冷单元的空气场及温度场进行了计算分析,并对导流板的安装位置及几何尺寸进行优化。结果表明:加装导流装置后,空冷单元内的空气场及换热器表面温度场分布趋于均匀,降低了管束平均表面温度,起到了明显作用,提高了管束的换热效率,为空冷单元的进一步优化设计提供一定理论参考。

考虑小机排汽的凝汽器喉部加装导流装置的数值试验研究

针对某300MW汽轮机带有小机排汽而造成的凝汽器喉部流场分布不合理的问题,提出了喉部改造的必要性。通过对喉部的流场进行三维数值模拟,指出了流场分布不均匀的原因。因此,开展了在凝汽器喉部加装导流装置的数值试验研究,找到了一种合理布置导流装置的优化方案。模拟结果显示:加装导流装置后,流场的分布得到明显的改善,提升了凝汽器喉部出口流场的排汽均匀性,改善了凝汽器的工作条件,为凝汽器喉部的设计和改造奠定了理论基础。

电厂燃煤锅炉局部烟道导流装置设计优化

电厂燃煤锅炉尾部烟道流场对其设备使用寿命影响很大。为了改善锅炉尾部烟道的流场,解决低温省煤器的管束由于流场不均匀而产生的磨损泄漏问题,研究不同设计结构的导流装置对该系统内流场的影响,基于ANSYS18.0-FLUENT流场模拟软件,对原系统烟道的流场进行了模拟分析,结果表明,因烟道截面变化及方向偏转导致低温省煤器前烟道流速不均匀,无导流板的情况下,在Y=1700 mm处的换热器截面的标准偏差值C_(v)达到70.7%,导致换热器流场不均匀从而使得局部流速过高而加剧管束磨损。根据烟道特点,在每个影响流场的关键位置设置了若干个不同结构参数的导流板,经过对一系列设计方案的详细分析和比较发现,在烟道方向偏转或截面突变位置设置的导流装置的板件长度、间距和安装角度对流场有显著影响。根据影响烟道流场位置的不同特点,对导流装置所有结构参数进行优化分析后,获得最佳优化导流装置的结构参数,设计出性能优异的导流装置。在对应位置增加对应导流装置后,方案1的换热器区域速度标准偏差为65.1%,方案2的换热器区域为55.4%,而方案3使得换热器区域的流场大幅改善,换热器区域的速度标准偏差可降至9.6%,且系统阻力只增加了109.8 Pa,达到设计要求。该方案可实施性高,效果明显,为实际工程设计提供借鉴。

多级弧形板导流装置及其对木材干燥室介质循环均匀性的改善

分析常规木材干燥室干燥介质循环特性,提出改善沿材堆高度方向干燥介质循环风速均匀分布的措施,即在材堆两侧合理设置多级弧形板导流装置,并研制了模拟试验机。通过对安装导流装置前后的试验机介质循环特性测试验证,干燥室内沿材堆高度方向介质循环风速均匀性提高了35%以上,风速偏差可控制在±20%以内。

导流装置对凸肋通道传热与流动的影响

采用商用CFD软件Fluent对内插四种导流装置(上半圆弧,下半圆弧,圆柱型,斜板型)的凸肋通道传热和流动性能进行了数值模拟。分别研究了导流装置形状,导流装置位置对通道内流场、传热性能与流动阻力的影响。结果表明,与传统凸肋通道相比,内插导流装置的通道平均Nusselt数(Nu)提高了14.8%以上。斜板型导流装置的Nu最大,而圆柱型导流装置的阻力因子f最小。从流场及温度场分布可以看出,导流装置的引流作用使部分主流区流体流向凸肋下游的壁面,并与壁面发生了碰撞,减薄了壁面的热边界层,从而提高了传热速率。另外,导流装置向凸肋上游移动时,对传热的影响不明显;导流装置向凸肋下游移动时,流动附着点也随之移动,热边界层被破坏后重新发展,导致传热速率增加。比较导流装置不同位置的综合性能因子(TPF),位置I的效果最优。

冷却塔导流装置结构布置形式及受力特性研究

为了获得自然通风冷却塔进风口导流板在风荷载作用下的受力特性以指导导流板的结构设计,采用ANSYS对其进行了有限元仿真分析。结果表明：导流板的位移与应力随剪刀撑的增多而减小,但减小的速度会逐渐减慢;导流板的位移与应力和导流板底部与基础连接的螺栓数量无关,但与其布置的位置有明显关系,螺栓位置越向外,导流板应力与位移越小;导流板位移与应力的最大值集中在最底部2根横梁和2根竖向立柱处;在设计时剪刀撑的最优数量为12对,底部固定螺栓只需4~5排,且应尽量靠外布置,最底部2根横梁和2根竖向立柱的尺寸应比其余杆件大。

利用多个导流装置降低大后壁车辆气动阻力的实验研究

安装在车辆尾部1边和2边上的导流装置在降低大后壁车辆气动阻力中的作用和机理已在前面的实验中得出,为了搞清安装在车辆尾部3边和4边上的导流装置在降低大后壁车辆气动阻力中的作用和机理,本文利用1/16缩比的公共汽车模型及两种类型的导流装置,在一带有可移动地面和边界层吸收装置的开放型风洞中,进行了在车辆后端面的上、下、侧边的3边和4边分别安装导流装置时车辆后部尾流区的压强恢复及气动阻力降低的实验。对每一组合的导流装置,其与车辆表面的间隙尺寸是从0mm增加到5mm,间隔为1mm。通过对不同组合、不同间隙的导流装置的压强恢复效果和阻力降低效果的实验对比和分析,最终找出了能使车辆的气动阻力降低16%左右的最佳位置组合,为新型车辆的设计和改造提供了有利依据。

导流装置对含油雾颗粒气流影响的数值模拟

使用数值模拟分析的方法,探究在加装角钢和百叶这两种导流装置的情况下,静电式油雾净化器箱体内气流的变化。结果显示,在含油雾颗粒气流质量流量相同的前提下,角钢对箱体四周漩涡具有抑制作用,因而减少了漩涡区对气流造成的能量损耗。