多缸柴油机冷却水腔流动不均匀性的仿真研究

以多缸柴油机的冷却水腔为研究对象,使用Fluent软件对直列3、4、5、6缸柴油机冷却系统的流场进行仿真.结果表明:对于冷却水套进出水口在曲轴同一端的直列柴油机,从距离入口最近的缸到远离入口的最后一缸,各缸水套间通道压力逐渐降低,各缸缸盖进口和出口压力逐渐增加,各缸缸盖的流量逐渐降低.在相同入口流量条件下,随着发动机气缸数增加,总进口和总出口的压差逐渐降低,整个冷却水套的流动阻力减小,各缸缸盖进出口压差的平均值逐渐减小,发动机各缸盖中最大流量和最小流量之间的差值增加,发动机各缸缸盖流量的不均匀度大幅度增加.

平行管超临界流体流动不均匀特性试验研究

为了解超临界循环流化床(CFB)锅炉炉膛中悬吊屏平行管束内工质流动不均匀性,基于流体模化理论,设计超临界工质平行管束试验系统,以R-134a模化超临界水蒸气进行试验研究。试验在工质质量流率500~700 kg/(m^2·s),入口温度503~543 K,入口压力4.0~4.3 MPa,CFB颗粒浓度3.9~15.0 kg/m^3下进行,研究了上述参数对平行管束中工质流动不均匀性的影响。结果表明:影响工质在管束内流动不均匀性的主要因素包括管外的换热特性、管内的换热特性和管内压降;工质入口温度增加,其在平行管束内的流动不均匀性降低;当工质入口压力高于其临界压力时,入口压力变化对工质整体流动不均匀性影响较小;工质质量流率增加,其流动不均匀性增加;管束外侧颗粒浓度增加,工质流动不均匀性增强;试验条件下,平行管束两侧流动不均系数相对较小。

面向封头流动不均匀性的板翅式换热器通道布局优化设计

通道布局优化是改善入口流动不均匀性对板翅式换热器传热性能恶化效果的有效手段。建立了基于积分平均温差法的换热器热力学计算模型,提出了基于粒子群算法的考虑封头流动不均匀性的通道布局优化设计方法。结果显示,进入翅片区域的流体质量流量的平均值越低、标准差越高,通道布局优化设计对换热器的热补偿效果越明显。

船用柴油机多缸流动不均匀性的数值模拟与优化

采用数值模拟方法建立整机冷却水腔三维模型,研究大型船用柴油机的多缸流动不均匀性问题。分析了进出口位置和不同进口流量对流量不均匀度的影响。结果显示:冷却水腔进出口位置对各缸不均匀性有较大影响;进口位置布置于V型机端面中部,且出口位置靠近机体轴向中部,均有利于使各缸压力损失均匀并提高进水均匀性。对原冷却水腔结构优化后,流量不均匀度从7.10%下降至3.91%;各缸流量不均匀度基本不随进口流量的增加而变化;且A、B两列气缸流量基本一致。

入口流场不均匀性对固体火箭发动机大膨胀比喷管内流场的影响

在高机动飞行过程中,固体火箭发动机承受长时间的小过载会导致喷管入口处燃气方向改变,而药柱空间非均匀燃烧又会导致燃气密度分布不均匀,从而影响喷管入口处质量通量分布。二者均会造成入口燃气流动非均匀性,这是引起喷管流场不均匀性的主要原因之一,直接影响发动机性能。以膨胀比为100的固体火箭发动机喷管为研究对象,改变入口处质量通量分布规律与入射方向,结合计算流体力学软件研究入口流场不均匀性对喷管内流场的影响规律。结果表明:当喷管入口质量通量呈抛物面分布时,入口的不均匀性对喷管内流场影响较小,在喷管喉部位置不均匀效应基本消除;由俯仰过载导致燃气非垂直入射时,喷管入口位置流场周向不均匀性高达23%;随着燃气充分膨胀,不均匀效应减弱,在喷管扩张比达到92.8时,流场基本均匀,但是在有限扩张比条件下由入射角度导致的流场不均匀效应无法完全消除。

主动磁回热器端部流动不均匀性影响的数值模拟

本文借助COMSOL多物理场耦合软件构建了二维、瞬态磁制冷模型。利用该模型模拟了两种不同的算例,算例1中回热器与换热器直接连接,算例2中采用渐变段连接,渐变段为普通绝热管道,包含了死容积的影响,两种算例的回热器结构完全相同。通过对比上述算例研究了流体流入回热器时由于管道截面积突变导致的流动不均匀现象对制冷机性能的影响。模拟结果显示,尽管算例2中增加了死容积,但渐变段使流动更加均匀,磁制冷机无负荷温跨由18.65K增大到26.14 K,提升了40.16%;温跨为5 K时,算例2相对于算例1制冷量提高31.57%,COP提高69.85%。因此,回热器两端的截面积突变对磁制冷机的影响不容忽视,本模拟对磁制冷系统结构设计及改进具有重要的借鉴意义。

管内周向不均匀流动对超临界锅炉膜式水冷壁温度分布的影响及简化计算

对于半周受热的超临界锅炉膜式水冷壁,管内工质温度和对流换热系数的周向分布具有较强的不均匀性。文中选取SST k-ω湍流模型,在使用实验数据校验了模型后,对半周受热的鳍片管内超临界水的换热和通过管壁的导热进行耦合计算。计算结果表明在拟临界区外,工质温度和换热系数的周向不均匀性对壁温分布的影响很明显;在拟临界区内,周向不均匀性的影响则可忽略。采用周向均匀假设进行简化计算时,换热系数应该选取向火侧中点处的值,这样能保证在拟临界区内、外都能准确地预测向火侧的温度场以及危险点的位置和温度。此外,结果还表明可以使用基于全周加热实验数据得到的换热关联式和水动力计算标准JB/Z201-83来预测危险点的壁温,计算偏差在±10K以内。

方盒件拉深法兰区不均匀流动的模拟分析

盒形件及一些复杂形状的零件在拉深成形时,由于其形状的非轴对称性,变形沿变形区的周边分布是不均匀的,往往会造成各种形式的缺陷.利用开发的动力显式弹塑性有限元程序FEMStamping模拟了NUMISHEET'93国际会议的标准考题之一方盒形件的拉深成形过程,分析了摩擦系数、压边力和凹模圆角半径等工艺参数及毛坯形状与尺寸对法兰变形区材料不均匀流动的影响规律,给出了改善方盒形件成形质量的一些工艺措施.

板式塔液体不均匀流动及其改善

在1 2 0 0mm塔盘冷模试验台上 ,在无气相流动情况下 ,进行了单、双溢流液体流动试验 ,测定了塔板板面液体的流动状态。在探讨不均匀流动成因的基础上 ,进行了改善板面不均匀流动的研究。结果表明 :设置不等高入口堰 ,可有效抑制板面两侧弧形区域的液体返混 ,达到整个板面液体均匀流动的效果。工业应用证实它能明显地改善塔板效能。

不均匀流动磁流体发电机的特性与研究进展

本文分析不均匀流动磁流体发电机实现高焓取出率的机理，述评研究进展，最后讨论需要解决的关键问题。

新型回热器内工质流动数值模拟分析

文中利用fluent软件对新型径轴向混合填充式回热器内工质稳态流动和交变流动进行数值模拟,模拟结果显示,稳态流动时工质进口和径轴向填料的交界处工质压降较大;径向填料内工质流动分布均匀性优于轴向填料,但流动阻力较大。对交变流动模拟可以发现,在整个交变过程中填料丝两边区域流速大小和方向变化最为明显。

独立式散热舱冷却空气侧流动特性试验研究

针对独立式散热舱与传统轴向散热舱在布置形式、风扇与多个散热器之间的匹配关系、散热舱内部流场分布等都方面差异很大的问题,开发了独立式散热舱模拟试验系统,对具有不同散热器安装倾角和安装位置的独立式散热舱进行了试验,利用测压管、叶轮风速仪等测量了不同工况下散热舱流动阻力、散热器表面风速分布等流动特性,计算分析了风速分布相对不均匀性系数及散热舱匹配特性曲线。研究结果表明,散热器倾角在30°以内时,随着角度增大,散热器流动阻力减小,表面风速分布更不均匀;散热器由对置布置改为垂直布置时,散热器流动阻力增大,表面风速分布更不均匀;风扇与散热舱的匹配区域为风扇压升小、气体流量大的区域。

锅炉脱硝喷氨系统均匀性优化研究与应用

为解决某300 MW机组锅炉存在喷氨量大,氨逃逸大造成空预器阻塞导致运行阻力大,SCR出口几个测点氮氧化物浓度不一致,脱硝出口NOx值与烟囱入口NOx值不对应,变负荷时烟囱入口NOx值响应慢导致喷氨无法投自动等问题。为了优化脱硝装置运行效果进行优化改造。综合改造前后各项统计数据分析,脱硝喷氨优化改造后,机组喷氨量至少下降10%,改造效果较好。喷氨量减少,反应效率增加,可以使NH3逃逸降低,进而空预器、布袋除尘器因硫酸氢铵堵塞的问题会有缓解。

水泥厂选用设备时应考虑不均匀系数

本文论述了水泥厂生产设备在运转过程中存在着物料不均匀流动现象,将设备分为处于明显间断工作状态和不明显间断工作状况两大类。提出了设备的不均匀系数概念。指出在水泥生产设备的选型中必须考虑到不均匀系数的影响。并对如何减小设备的不均匀系数提出了几项办法。

六分离器并联布置的双水冷柱炉膛循环流化床实验研究

针对新型超临界循环流化床锅炉炉型——六分离器并联布置的双水冷柱炉膛循环流化床进行冷态实验研究,考察其炉膛内颗粒浓度分布和各循环回路间气固流动不均匀特性。实验结果表明,炉膛内颗粒浓度轴向分布规律与矩形单炉膛循环流化床一致,呈下浓上稀的分布。在所示的分离器布置结构下,6个循环回路间存在明显的气固流动不均匀现象,且不均匀性主要存在于炉膛同一侧的3个回路间,循环流率、炉膛底部颗粒浓度和炉膛出口附近颗粒浓度都呈现"中间低两端高"的分布特点。循环流率分布不均匀性随表观气速的增大而增强,受静止床高的影响很小。炉膛中布置双水冷柱对六分离器并联布置循环流化床系统的气固流动不均匀性影响很小。

含淹没植物明渠近床面区紊流特征高度试验研究

为研究含淹没植物明渠紊流统计参数垂向分布突变位置、理论床面和渗透高度的关系,进行了含淹没刚性植物明渠水流试验,使用圆柱铝棒模拟刚性植物,采用激光多普勒流速仪(LDV)测量流场,对由纵向流速、雷诺应力、局部阻力系数分布确定的特征高度和渗透高度进行研究,比较各类紊流特征高度的相对位置,分析植物密度与淹没度对其的影响。试验结果表明,在植物密度较大的情况下,近床面区流速沿垂向保持常数,雷诺应力梯度较小,一定高度处分布规律发生明显变化,能够较容易地确定流速梯度和雷诺应力梯度突变位置,淹没度对由3种方法确定的特征高度影响不明显;各种方法确定的特征高度中,雷诺应力特征高度与渗透高度更加接近;渗透高度随植物密度与淹没度的增大而增大;渗透高度与理论床面高度存在一定的线性关系。

摩擦阻力对分流和汇流联箱流量特性影响

根据质量与动量守恒导出了分流与汇流联箱的无量纲数学描述 ,给出了反映分流、汇流以及联箱轴向阻力和支管阻力影响的参数。求解了完整的二阶非线性微分方程 ,所得结果可以用代数函数来表示。对联箱摩擦阻力的影响作了详尽的分析讨论 ,并给出了允许忽略联箱阻力的条件。

考虑分布参数不确定的换热器封头结构优化研究

针对换热器封头的性能设计问题,对封头结构变量不确定性分析、Kriging近似模型构建、结构变量优化设计等方面进行了研究,提出了一种考虑分布参数不确定的换热器封头结构优化设计方法。基于对封头结构变量的不确定性来源的分析,建立了结构变量及其分布参数不确定性的表达函数;基于预测区间准则和遗传算法,构建了封头结构变量与流动不均匀度的自适应Kriging近似模型;建立了换热器封头结构优化设计函数,在Isight中实现了以流动不均匀度最低为目标的封头结构变量优化设计,获取了最佳封头结构尺寸。研究结果表明:优化后的封头结构的内部流动更均匀,降低了出口速度的不均匀度,提高了换热效率。

天然气用印刷电路板换热器多孔介质模型研究

为探究天然气用印刷电路板换热器的流动不均匀性,建立了印刷电路板换热器多孔介质模型,并分析了该模型用于天然气流动特性预测的可行性。首先根据单通道的流动特性获得多孔介质模型参数,然后使用该模型对大尺度的印刷电路板换热器流场特性进行计算。结果表明:在层流(雷诺数Re≤1200)范围内,多孔介质模型能很好地预测实际模型的压力场和流动不均匀性,误差基本在5%以内;当Re=10000和通道数n=8时,增大通道长度有利于提高多孔介质模型预测实际模型的精度。

从浓度分布评价填料塔性能

The performance of sheet metal structured packing Mellapak 350Y in a pilot-scale high-pressure column(0.15 m I.D.) was investigated at 700-1900 kPa. The packing height was 2.0 m. Isobutane and n -butane was used as test mixture. The imperfect flow phenomena in column,such as maldistribution,wall flow,end effect and backmixing could be revealed by testing the composition profile along the packing. A concave or convex composition profile curve might be a result of maldistribution,and f _ max ,which was the maximum value of liquid maldistribution friction could be used to judge the sensitivity to maldistribution of a proposed packed bed. Through comparing the separation efficiency at the top section of packing with that at the bottom section would disclose the existence of wall flow and end effect in the column. Moreover,the extent of gas and liquid backmixing in packing could be estimated if the composition profile along the whole column could be obtained.