弯管与三通管组合形变件局部阻力及相邻影响特性

【目的】探究灌溉输水管网中的弯管与三通管组合形变件的局部阻力及其相邻影响特性。【方法】采用Realizablek-ε模型对不同雷诺数、管径比、分流比和相对间距下的组合形变件进行数值模拟,研究局部阻力系数和相邻影响系数的变化规律,分析不同相对间距下的流场分布。【结果】弯管—竖直支管的局部阻力系数ζ_(01)和弯管—水平支管的局部阻力系数ζ_(02)随雷诺数的增大而减小;ζ_(01)、ζ_(02)随分流比的增加先减小后增大;随着管径比的增大,ζ_(01)、ζ_(02)均呈减小趋势,且ζ_(01)的减小幅度更加明显;随着相对间距的增大,ζ_(01)、ζ_(02)呈先减小后增大的趋势。弯管—竖直支管的相邻影响系数C01和弯管—水平支管的相邻影响系数C02随雷诺数、管径比、分流比和相对间距的变化呈不同的变化规律。局部阻力系数和相邻影响系数的变化取决于弯管二次流的发育、竖直支管涡流与水平支管涡流之间的相互作用。【结论】分流比、管径比、相对间距是弯管与三通管组合形变件管道系统的局部阻力、相邻影响的主要影响因素。

分段式排风系统异形构件阻力特性分析及优化

铝冷轧过程产生大量油雾,危害工人健康、破坏厂房环境,分段式排风系统虽可高效捕集油雾,但因含阻力特性未知的异形构件,导致系统风量无法精确按需分配。本文针对分段式排风系统中的环吸式排风罩和缝吸式半密闭罩,通过数值模拟方法研究其阻力特性,并进行减阻优化。研究发现,影响环吸式排风罩和缝吸式半密闭罩局部阻力系数的关键因素为进出口面积比,且二者呈指数关系;针对2种构件中涡产生的主要位置,采用结构优化的方式使阻力分别降低了28.6%和22.1%。本文可为铝冷轧排风系统管路设计提供参考。

基于量纲分析的石油焦颗粒堆积床层阻力特性实验

石油焦中挥发分气体在罐式炉内料罐中的料层气体阻力特性是挥发分能否顺畅逸出的关键。首先通过实验检测方法系统研究石油焦孔隙率、堆积密度等物性参数,其次搭建了石油焦颗粒堆积床层气体流动阻力实验装置,并在此基础上开展了料层高度、床径比、颗粒粒度、气体流速对料层阻力的影响规律研究。结果表明:随着石油焦粒度增加,堆积密度下降,孔隙率上升;当床径比D/d_(p)>20,壁面效应影响可忽略;料层阻力与气体流速正相关,与颗粒粒度负相关;堆积料层阻力关系式为f_(p)=6.922×10^(60)ε^(86.519)(1-ε)^(105.394)Re^(-1.047)_(p),研究可为罐式炉煅烧石油焦挥发分气体的行为提供理论支撑。

止回阀在暖通空调领域的选用原则及水力特性研究综述(一)——阻力特性

止回阀作为一种防止倒流、保持压力、减少水锤危害的阀门,广泛应用于暖通空调领域,但在实际应用中,因缺少选型依据,时常导致止回阀的阻力损失差异巨大。本文从止回阀的分类及应用场景、止回阀的选用依据、止回阀的阻力特性等3个方面对国内外有关止回阀的研究进行了归纳梳理,在总结现有研究的基础上,指出了暖通空调领域止回阀的选用要点。这一综述将有助于本领域人员了解止回阀的特性,为止回阀的正确选型和应用提供依据。

浸没式喷水推进器壳体阻力特性及内部回流研究

针对典型的浸没式喷水推进器壳体,为了分析单一壳体与船体-壳体一体化结构下的阻力特性,以及涡流发生器对改善壳体内部流动分离的影响,重点分析了涡流发生器的安装方向和角度对流动控制的影响。结果表明,船体底板结构对壳体-船体结合后的阻力特性产生显著影响,壳体压力损失系数在15 m/s的来流工况下从3.42增加到3.73;采用发散布置的涡流发生器能有效抑制壳体内部上方的流动分离,并将壳体外壁的压差阻力降低了58.4%,显著提升了壳体阻力性能;适当的涡流发生器安装角度(15°)不仅能有效控制壳体内部流动分离,而且在保持进口流场均匀性的同时显著提升壳体的阻力性能。研究结果为浸没式喷水推进系统的设计提供了理论依据。

大管径Y型过滤器流动阻力特性数值模拟及实验研究

大管径Y型过滤器是区域供冷和供热领域常用的过滤装置,设计师在选型时往往仅关注滤网目数,而忽略对过滤器阻力损失的关注.为了探究大管径Y型过滤器阻力损失的影响因素,首先,采用数值仿真计算的方法,分别建立不同特征尺寸的三维Y型过滤器模型,并利用深圳市前海区域供冷系统中的过滤器实验平台验证模拟的准确性;其次,研究了不同特征尺寸对于改善大管径Y型过滤器阻力损失的影响情况,并针对特征尺寸进行灰关联度排序,结果表明,影响程度由大到小依次为:腔体出口尺寸>滤网透过率>腔体入口尺寸>腔体与管道轴线夹角>腔体中心筒径>腔体长度;最后,根据灰关联度排序,通过将过滤腔体筒径扩大至管道直径的1.25倍,将过滤腔体的长度延长至管道直径的1.20倍,将腔体出口尺寸扩大至管道直径的1.125倍,将腔体与管道轴线夹角扩大至55°,滤网透过率提高至43.83%,新设计了流动阻力特性更优的大管径Y型过滤器,CFD计算结果显示,新设计的过滤器与原过滤器相比,阻力损失下降了73.23%,可大幅降低流体输配能耗.针对CFD优化设计方法,利用尺寸相近的Y型过滤器开展了阻力特性对比实验验证.本研究为大管径Y型过滤器的优化设计及技术改造提供了理论依据.

不同管径配比的地热用同轴套管的阻力特性研究

在国家“碳达峰与碳中和”的战略背景下,利用地热资源进行供暖或制冷的绿色节能技术迅速发展。总结了近年来地热资源利用的研究现状;利用流体力学的相关理论,根据工程中常用的内外径配比和流量工况,计算了地热用2000 m垂直下降同轴套管的沿程阻力损失,得出了内外径比为63 mm/160 mm的同轴套管阻力特性最佳的结论。

直流式蒸汽发生器壳侧局部阻力特性试验研究

本文基于模化试验方法研究了直流式蒸汽发生器壳侧局部阻力特性,测得了不同工况下试验体总体压降与分段压降,以及各复杂关键部件如进出口接管、均流格栅、进出口流量分配罩等位置的流量、温度、压力和差压数据,拟合出了蒸汽发生器试验体总阻力系数与雷诺数的关系式,本文试验结果可为蒸汽发生器CFD计算方法提供验证和支撑。

新型建筑给水管材阻力特性与能耗特性研究

文中简要阐述了现阶段常见的四类新型建筑给水管材,利用水力学计算公式对新型建筑给水管材的阻力特性和能耗特性进行实验分析,为后期建筑工程的管道选材提供数据参考,降低建筑工程水资源系统的能源损耗,满足绿色可持续发展的需求。

基于FLUENT水下航行器阻力特性分析

水动力参数是水下航行器操纵性设计的重要参数。针对一款水下航行器,通过UG建立了水下航行器的三维模型,利用计算流体力学(CFD)的方法对两种状态下的水下航行器的阻力特性进行了有限元分析,得到了不同状态下的水下航行器阻力性能参数,并对这些参数进行比较分析,实验对比表明,该方法对无人水下航行器的阻力特性的预测精度较高,且对流场的显示更加详细、直观,为后续的外形设计提供重要的参考依据。

气调保鲜运输车通风系统阻力特性试验

针对液氮气调运输保鲜环境对运输厢体和通风系统的要求,设计了气调保鲜运输车通风系统试验装置。研究了通风风速、开孔隔板开孔率、堆栈方式、回风道长度等因素对气调保鲜运输车通风系统压力损失及能耗的影响,分析了通风系统的阻力特性。结果表明:通风系统的阻力特性可用Ram sin方程表述,通风系统的压差随风速的增大而增大;风速相同时,压差随开孔率的增大而减小;保鲜室内压差分布较均匀;满箱、留中间空隙和留两侧空隙等3种堆栈方式对压力损失的影响不明显;无回风道时压力损失比有回风道时小;气调保鲜运输车开孔隔板的开孔率大于3.89%时,通风系统的压力损失小且能耗较低。

龙眼果实差压预冷过程中的阻力特性

建立了龙眼差压预冷试验台,测定了不同条件下龙眼果实的通风阻力特性。结果表明,风速与压降之间的关系可以用Ramsin方程来描述,压差与风速近似呈平方关系。研究了包装箱的开孔形状与开孔率对压力损失的影响,研究表明,在相同的风速和开孔率条件下,圆形开孔的压力损失较小,矩形开孔的压力损失较大,龙眼差压预冷包装箱的开孔率大于15.5%时,压力损失小而且能耗较低。

考虑管壁滑移效应膏体管道的输送阻力特性

为研究膏体管道输送阻力特性,针对膏体管道输送的结构流特点,将管道内膏体流区划分为柱塞流动区、剪切流动区和滑移流动区。根据流体力学理论建立考虑管壁滑移效应的膏体管道输送阻力模型,推导基于倾斜管试验的膏体流变参数计算方式,通过测定倾斜管不同倾斜角度α下的管道流速v计算管道屈服应力τ0和塑性粘度η,并在此基础上自制试验装置。针对谦比希铜矿充填物料基本特性,通过正交试验研究浓度、灰砂比和尾废比对管道摩擦阻力的影响,并根据响应面分析多因素之间的交互作用,得到各因素对管道摩擦阻力的影响顺序由大到小依次为灰砂比、尾废比、浓度。研究结果是膏体管道输送阻力特性理论与实践研究的有力补充。

波纹管内强制对流换热与阻力特性的实验研究

用实验方法研究了空气在具有 3种不同管径 19、2 5、32mm的波纹管内的流动与换热特性 .管的外壁采用电加热 ,来模拟均匀热流的条件 ,测得了不同工况下各种管径的平均对流换热系数和阻力系数 ,拟合出了所测的参数范围内的阻力和换热实验关联式 ,并比较了相同管径的波纹管和光管的换热效果 ,发现无论在哪种比较条件下 ,波纹管均比相同管径下的光管综合换热性能强 .

烧结余热回收竖罐内固定床层的阻力特性

利用自制的固定床气固流动实验装置,研究气流通过余热回收罐体内料层的阻力特性,得到影响料层阻力特性的主要因素及其影响规律。研究结果表明,影响罐体内料层阻力特性的主要因素有颗粒表观流速、床层填充特性参数（颗粒直径及其分布、罐体的直径等）、床层温度等。其中,单位料层高压力损失随颗粒表观流速的增加呈二次方关系增加,随颗粒直径的增加呈指数关系衰减;临界雷诺数与床层几何因子呈线性关系,并随颗粒直径的增加呈线性关系增加;颗粒表观流速为1.0~2.5 m/s时,烧结矿单位料层高压力损失为0.33~1.72 kPa。

H形翅片管束传热和阻力特性的试验与数值模拟

根据大型电站锅炉省煤器的运行工况,对单H形和双H形翅片管束气侧的传热与阻力特性进行了模化试验研究,并利用Fluent软件对H形翅片管束的流场和温度场进行了数值模拟,得到单H形和双H形翅片管束的传热与阻力特性变化规律.结果表明:H形翅片管束的传热和阻力特性与气体的Re有关,随着气体Re的增大,气侧Nu不断增大,传热性能提高,而Eu则逐渐减小,并趋于定值;在相同Re下,单H形翅片管束气侧Nu大于双H形翅片管束气侧Nu,而气侧Eu则小于双H形翅片管束气侧Eu;数值计算结果与试验结果误差较小,采用数值计算方法能比较准确地分析H形翅片管束的流动与传热特性.

汽车散热器传热及阻力特性的预测方法

针对常用型式的汽车发动机散热器,在大量实验和分析计算的基础上,建立了预测散热器传热及阻力特性的计算模型,并编制了设计计算程序。预测结果与实验数据相当吻合。

摇摆状态下竖直管内单相水阻力特性实验研究

在3种不同摇摆周期(5s、10s、15s)、2种不同摇摆角度(10°、20°)的情况下,分别对3种不同管径(15mm、25mm、34.5mm)的竖直光滑有机玻璃管管内单相水的阻力特性进行了实验研究。经实验研究发现,试验段内的摩擦阻力系数随时间变化有明显的周期性,雷诺数增加导致摩擦阻力系数的波动幅值降低、平均值减小,管径越粗使得摩擦阻力系数λ的波动幅度越大。在任意时刻,摩擦阻力系数的瞬态值随周期的变长而增加,但是摇摆角度的变化对摩擦阻力系数的影响不是很显著。

脉冲爆震发动机旋流式气动阀工作机理和扰流器阻力特性的实验研究

在脉冲爆振发动机 (Pulse detonation engine,PDE)上采用旋流式气动阀 ,并获得成功应用。在此基础上 ,通过测量旋流式气动阀正反向流动阻力系数 ,研究了旋流式气动阀的工作机理。同时 ,还研究扰流片形状、阻塞比、扰流片片数及间距对扰流器阻力系数的影响。研究表明 :PDE旋流式气动阀反向流动阻力系数仅比正向流动阻力系数大 5 %～ 3 6% ,并通过试验结果建立了 PDE旋流式气动阀工作机理。试验中发现 :扰流器的阻力系数和扰流片型式、堵塞比、扰流片数目和间距有关。这些研究结果对 PDE旋流式气动阀和扰流器设计有较大的参考价值。

空心弹丸流场数值模拟与阻力特性

采用隐式有限体积TVD(总变差减小)数值格式,在超声速条件下数值模拟了某空心弹丸绕流流场,系统研究了流场波系结构与空气阻力特性,证实空心弹丸阻力系数比普通弹丸小得多,同时发现发射角度对于空心弹丸的速度降影响不大。