基于壁模化大涡数值模拟的喷水推进泵内湍流运动特性分析

尺度解析类数值模拟方法具有很高的非定常流动预报潜力,其中壁模化大涡数值模拟(Wall-modeled Large-eddy Simulation,WMLES)方法在高雷诺数下具有适用范围广、计算成本较低等优势但在喷水推进泵的数值模拟中应用有限。采用基于湍流场特征尺度分析的WMLES方法进行原型喷水推进泵及改型喷水推进泵的泵内流场数值模拟并与试验数据进行对比。结果显示,WMLES预报的两型喷水推进泵的扬程及转矩等外特性特征都与试验数据吻合极好。从泵内湍流运动特性分析的角度,WMLES方法再现了传统RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes)方法难以获得的导边马蹄涡、随边角涡、叶梢集中涡、间隙泄漏涡等精细流动特征。在相同流量系数下,改型泵的马蹄涡、角涡等二次流强度明显小于原型泵,改型泵的平均极限流线也明显更为光顺,更低的能量耗散使得改型泵的工作效率相比原型泵有明显提升。分析结果证明,基于湍流场特征尺度分析的WMLES方法可用于喷水推进泵的外特性及泵内湍流运动特性的有效预报,为喷水推进泵的改进设计提供了有力的数据支撑。

某40MW级燃气轮机压气机的模化设计

针对40MW燃气轮机压气机技术要求,以某成熟燃气轮机的压气机为母型机,开展基于相似原理的模化设计,并辅以前加级、后减级综合优化设计方法,得到适配40MW燃气轮机的压气机。通过三维数值计算分析方法考察新压气机气动性能,其各级气动性能与母型压气机基本一致,模化设计方法可行;通过对各级压气机不同叶高截面的马赫数分布情况分析,提出了进一步优化建议,为后续设计提供参考。

绿色铸造背景下零件无模化铸造数控加工技术研究

在绿色铸造背景下,为了降低零件数控加工过程的能耗,本文设计一种全新的零件无模化铸造数控加工技术。规划零件无模化铸造数控加工轨迹,多目标优化零件数控加工参数,完成零件无模化铸造数控加工过程。仿真实验结果表明,本文设计技术在不同加工轨迹下的加工能耗最低,且具有节能性,符合零件绿色可持续的数控加工要求,有一定的应用价值,为降低零件铸造难度,减少零件铸造损耗作出了一定的贡献。

镍基镁渣催化剂对生物质焦油模化物催化重整特性实验研究

采用湿浸渍法制备Ni/γ-Al_(2)O_(3)和Ni/MS(magnesium slag)催化剂,选择糠醛、甲苯、萘、芘作为生物质焦油的模化物,研究不同镍基催化剂对四类焦油模化物在固定床反应器内进行催化重整的重整特性。结果表明,Ni/MS催化剂在催化所有模化物的重整反应时,气相碳转化率和气体产率均明显高于Ni/γ-Al_(2)O_(3)催化剂。当水分子物质的量与碳原子物质的量之比为1.5时,糠醛的气相碳转化率达到最高值86.54%。X射线衍射(XRD)结果表明,Ni/MS催化剂上存在的多种固溶体(NiO-Fe_(2)O_(3)、NiO-MgO)形成了多种活性位点。

切圆锅炉炉内冷态模化理论研究

在建立用模型锅炉炉内冷态气流运动 ,来模拟实际锅炉炉内没有燃烧升温状态下气流运动特性的“冷模冷”相似模型时 ,首先从描述炉内气流运动特性的微分方程出发 ,应用相似转换法导出相似准则 ;并通过确定模型和原型锅炉炉内燃烧器区气流旋转动量与燃烧器喷口射流动量之比相等为定性准则 ,构造模化风速和模型缩小比例的数学关联 ;此外 ,自模区的引入 ,获得模型锅炉的极限缩模比和某一模型缩小比例下对应的一次风。

棒束临界热流密度流体模化研究

在空泡物理和自然循环重点实验室氟里昂热工实验装置上进行了CHF实验 ,实验段为9 5×1 0mm元件管组成的 4× 4棒束 ,并对其开展了 4× 4棒束CHF流体模化研究。在压力 1 5 9～ 2 73MPa、质量流速 4 88～ 2 0 80kg (m2 ·s)、临界含汽率 -0 2 0～ 0 3 0的工况范围内 ,采集了 1 70个 4× 4棒束CHF实验数据 ,并与压力 9 9～ 1 6 2MPa、质量流速 2 74～ 1 4 73kg (m2 ·s)、临界含汽率 -0 2 0～0 3 4工况范围内 ,以水为工质相同棒束实验段内的 2 0 6个棒束CHF实验数据进行比较 ,发现Ahmad补偿失真模型、张振杰模型和Stevens Kirby模型在上述工况范围内不再适用于棒束CHF的模化 ,这些模型的预测偏差均大于 2 0 %以上 ,而且棒束CHF模化的流量模化因子k明显地受压力、质量流量和入口含汽率的影响。据此提出适用于上述工况范围内 4× 4棒束CHF模化的流量模化因子k的关系式 ,其CHF预测偏差在± 1 5 %以内 ,均方根误差为 7 0 5 %。

规模化养殖鸡呼吸道疾病的预防与治疗方法研究

规模化养殖鸡是现代养殖业的主要形式之一,其在食品生产和经济发展方面具有重要地位。然而,伴随着规模化养殖鸡数量的增加,呼吸道疾病也日益成为影响养殖鸡健康和养殖效益的重要问题之一。本文就规模化养殖鸡呼吸道疾病的预防与治疗方法进行探讨。

公路薄壁空心墩内模全钢模化施工技术分析

文章以临洮(安家咀)至临夏公路建设项目AL1合同段上正沟三号特大桥工程为例,从变截面模板与等截面模板这两个部分入手,说明了公路薄壁空心墩内模全钢模板的设计方案。在此基础上,以模板吊装、模板安装、内模支立与拆除、墩帽与混凝土施工为切入点,着重阐述了公路薄壁空心墩内模全钢模化施工的关键技术与实施要点,以此提升实际施工作业质量与安全性,为同类工程的优化展开提供操作方面的借鉴。

临界热流密度流体模化研究进展

探讨了模化工质的选择原则,总结比较了目前比较成功的四种预测模型,并从研究较多的流道形式出发,总结了各流道形式的研究现状,发现当下的预测模型适用不同流道形式和相同流道不同工况时,模化效果不理想。最后提出采用流体模化方法研究微通道流动沸腾CHF的必要性。

SBLOCA整体试验台架的比例模化分析与初步评估

为了对大型非能动先进压水堆安全设计以及相关事故分析程序的适宜性进行验证评估,针对非能动压水堆核电厂AP1000重要的设计基准事故之一——小破口失水事故(SBLOCA),基于其SBLOCA的现象过程识别与排序表(PIRT)中高重要度现象过程,采用系统性的分级双向比例模化(H2TS)方法,评估大型非能动先进堆芯冷却机理试验(ACME)台架模化验证AP1000核电厂SBLOCA事故的适宜性,进一步地,采用系统分析程序对AP1000小LOCA事故的模拟与部分ACME小破口事故验证试验的结果进行对比,从而初步评估了ACME对于AP1000小LOCA验证模拟的适宜性。

旋风分离器内气相流场的相似模化分析(Ⅰ)流动参数

基于数值模拟方法分析了流动参数变化对旋风分离器内气相旋转流流场模化特性的影响。选择直径300mm的旋风分离器为计算模型,在入口气速0.5～30m.s-1、气体温度293～1273K和操作压力0.1～6.5MPa范围内,分析了流动参数变化对流场量纲1速度分布相似性的影响,考察了常规参数模型与高参数原型之间的流场模化关系。模拟结果表明,流动参数变化后,虽然旋风分离器内旋转流流场仍呈现准自由涡与强制涡分布形态,但流场的量纲1速度分布不能保持完全恒定和相似,存在着一定的变化。然而当入口速度高于20m.s-1,或压力高于3.0MPa时,流场量纲1速度可以基本保持恒定,不再随流动参数变化而改变,Euler数与Reynolds数不相关,近似处于流场的自模区;当温度超过1000K后,Euler数基本不受Reynolds数变化的影响,流场也可以保持相似性。最后从能量损失的观点,讨论了Reynolds数和Euler数之间的相互关系,分析了流动参数对旋风分离器气相旋转流流场自模特性作用的机理。

木质素模化物键离解能的理论研究

采用密度泛函理论B3P86方法,在6-31G(d,p)基组水平上,对木质素结构中的6种连接方式(β-O-4、α-O-4、4-O-5、β-1、α-1、5-5)的63个木质素模化物的醚键(C-O)和C-C键的键离解能EB进行了理论计算研究。分析了不同取代基对键离解能的影响以及键长与键离解能的相关性。计算结果表明,C-O键的键离解能通常比C-C键的小,在各种醚键中Cα-O键的平均键离解能最小,为182.7 k J/mol;其次是β-O-4连接中的Cβ-O键,苯环和烷烃基上的取代基对醚键的键离解能有较强的弱化作用,C-O键的键长和键离解能的相关性较差。与C-O键相比,C-C键的键离解能受苯环上取代基的影响很小,而烷烃基上的取代基对C-C键的键离解能有较大的影响,C-C键的键离解能和键长之间存在较强的线性关系,C-C键的键长越长,其键离解能越小。

余热锅炉换热元件传热与阻力特性模化实验系统研究

为实现能源岛余热锅炉的优化设计,对其受热面中广泛采用的鳍片管高效换热元件的传热与阻力特性进行系统的研究.应用相似理论研制了鳍片管高效换热元件传热与阻力特性模化实验系统,并应用该系统对一定结构的螺旋鳍片管束进行了实验研究.结果表明,该系统的容量、结构、功能和测量精度能满足对各类鳍片管束及换热器的传热与流动工况进行模化实验研究的需要.

循环流化床锅炉高温旋风分离器性能的模化

本文提出了循环流化床锅炉高温旋风分离器性能的实用模化方法。并针对具体对象的要求进行了模化试验,其结果为该循环流化床锅炉高温旋风分离器设计,提供了依据。

LNG汽车冷能回收系统相似模化分析

在相似理论的指导下，通过对比分析氮气和天然气的物性。对液氮模拟液化天然气汽车冷能回收系统进行了相似模化分析。结果表明，在LNG冷能回收系统各换热器中，表征氮气与天然气流动与换热的主要准则——雷诺数准则和普朗特数准则非常接近，二者偏差均在保持在5％以内。在此基础上建立的试验系统测试结果表明，液氮模拟LNG冷量回收汽车空调系统具有较好的冷量利用性能。氮气流量在5．5～8．5m^3／h范围内．系统回收冷量满足汽车空调送风温度要求。因而，作为研究的一个重要步骤，可以采用安全、便宜的液氮替代液化天然气，进行系统冷能回收实验研究。

火灾过程的计算模化与人员的安全疏散

文章根据建筑火灾发展过程与人员行动的时间线 ,讨论了火灾危险临界条件的确定和人员安全疏散的要求。结合两个算例 ,根据模拟计算结果 ,对它们在火灾中影响人员疏散的可能因素给出了半定量分析。

生物油酸酮类模化物与乙醇在HZSM-5上共裂化制备生物汽油

生物油酸类和酮类化合物具有较高的裂化活性,而使用分子蒸馏技术能将这些组分富集到蒸出馏分中,因此蒸出馏分相比原始生物油具有更好的裂化特性.为了模拟实际蒸出馏分的组成,本文将生物油模化物(羟基丙酮(HPO)、环戊酮和乙酸)进行配比混合,在固定床反应器上对其与乙醇的共裂化行为进行了研究,考察了不同反应温度和压力对混合反应物的转化率、粗汽油相的选择性和组成的影响.研究发现,当反应温度在340℃时,乙酸和乙醇的转化率分别仅为67.9%和74.4%,同时得到的油相产物中烃类含量仅为59.8%,并含有大量的含氧副产物.常压裂化同样生成了低品质的油相产物,同时油相选择性仅为10.8%.提高反应温度能促进反应物的转化,提高裂化过程中的脱氧效率,而提高反应压力对液体烃类的生成有明显的促进作用.在400℃和2MPa时,酸类和酮类都有良好的裂化表现,反应物接近完全转化,粗汽油相选择性达到31.5%,且全部由烃类组成,其中芳香烃含量高达91.5%.此外,反应后催化剂表征和稳定性测试结果表明,催化剂在较长时间反应后会失活,但通过催化剂再生能够很好地恢复催化剂活性.

气液两相流动及沸腾传热流体模化分析

基于制冷剂类物质热物性表与水和水蒸气热力性质图表,计算并比较了R12、R22、R123、R134a在相同气液密度比条件下模化水热力过程的能力;应用相似原理与量纲理论分析了流体模化方法在研究气液两相流动特性、高温高压传热过程、临界热流密度现象以及近临界和超临界传热方面的优势与方法。结果表明:制冷剂类物质具有良好的热力性质,其中R134a在相同气液密度比条件下的压力值仅约为水的1/5,而且其臭氧消耗潜能值为0,是环境友好的理想模化流体。提出并探讨了从本质上革新准则数以及基于模型探索新的模化条件和发展新的准则关系式的流体模化技术发展思路。

模化比对船用排气红外抑制装置红外辐射特性的影响及修正

在两种典型船用燃气轮机排气系统红外抑制装置数值计算和试验测量的基础上 ,根据相似理论 ,分析讨论了模化比对气流和壁面温度场分布以及红外辐射强度的影响 .根据实物排气红外抑制系统的相应参数和模化比影响的量级 。

旋风分离器内气相流场的相似模化分析(Ⅱ)尺寸参数

基于数值模拟方法分析了几何相似旋风分离器在直径尺寸变化时的气相流场的模化特性。旋风分离器的直径变化范围为100～2100mm,重点考察流场量纲1速度分布的相似性、尺寸参数的自模特性。模拟结果表明,旋风分离器的直径尺寸变化后,流场的形态结构不变,但量纲1切向速度分布存在一定变化,流场不具有严格的自模性。但随直径尺寸的增大,旋风分离器内流场由弱自模性向强自模性发展,当直径超过2000mm后,流场量纲1速度基本保持相似与恒定,Euler数与Reynolds数不相关,流场处于强自模区。流场的这种自模特性反映了流场的惯性阻力损失和黏性摩擦损失之间的比例关系和大小变化。随着直径尺寸的增大,黏性摩擦损失系数减小,惯性阻力损失系数增大,但Euler数是减小的。当达到很大的直径时,Euler数恒定,Euler数与Reynolds数不相关,流场进入自模区,流场流态保持相似性。