进气方向对文丘里微气泡发生器气泡直径的影响

文丘里微气泡发生装置常采用自吸式进气的方式,在工程应用中可能存在微气泡通量不足的问题。采用压缩空气进气,并通过照相法重点考察了错流、逆流和并流3种进气方向对文丘里管微气泡发生器生成气泡直径的影响。结果表明:喉管处液速超过4.72 m/s时所产生的湍流剪切场才能将进入的气泡破碎成~200μm级别的微气泡;添加3-戊醇能够稳定生成的微气泡,抑制生成的气泡在从文丘里管到测试槽表面逸出过程中的聚并和破碎过程,从而使测试槽中不同位置处气泡直径能保持生成时的微气泡的直径;3种进气方向中,错流进气因气泡进入后更贴近壁面流动,所生成气泡直径最大;而并流进气气泡脱离时间更短,使得生成气泡尺寸最小。在相同条件下,并流进气生成的微气泡比表面积最大,约是错流进气的3倍,最有利于气液传质。

冷侧进气方向及速度对空冷中冷器性能影响研究

为探究冷侧进气方向与速度对空冷中冷器热工水力性能的影响,基于实验测试,使用计算流体力学方法分析不同冷侧进气方向β及速度v对空冷中冷器热工水力性能的影响。结果表明:同一β时,随v的增加,摩擦因子f不断减小,而努塞特数Nu和性能评价准则PEC却在不断增加;同一进气速度v时,随β的增加,f不断减小,Nu和PEC却在不断增加,但当进气方向β>60°之后,f、Nu和PEC的变化不再明显,相较于同速度下进气方向为90°时的对应值,变化范围分别小于6.5%、5%和7%。

进气方向对圆孔喷嘴流场影响的数值模拟

应用于金属板带材料生产的机组中,对于采用气体喷吹冷却/干燥的工艺段,除了关注冷却/干燥能力外,冷却/干燥的均匀性也是重要的研究课题。气体介质通过狭缝或圆孔喷嘴时,会在金属板带的宽度方向有不均匀的流动,这种流场的不均匀性,会导致板带材宽度方向温度或表面干燥度等特性的差异。文中使用商业CFD软件Ansys CFX,通过数值模拟的方法,对3种不同进气方式的圆孔阵列喷嘴风箱,在入口流量均为0.53m3/s时的流场进行了计算,结果表明采用端部单侧进气,进气方向与喷嘴出口方向垂直的方案,各喷口的速度偏差值仅为0.33%,为3种方式中的最小;进气方向与喷嘴出口方向平行时的速度偏差值最大,达到33.68%。根据以上结果,推荐端部单侧进气且进气方向与喷嘴出口方向垂直的流线设计方案,作为气体喷射冷却或干燥装置的优选方案。

分布板进气方向对气化炉内颗粒分布的影响

采用MP-PIC (multi-phase particle in cell)方法模拟了三维多段气化炉(上部快速床,下部鼓泡床)多粒径煤粉的循环流化过程,研究了分布板不同进气方向对气化炉内颗粒分布的影响。结果表明:分布板开孔与水平方向夹角越大,物料进入快速床并形成流化状态越快,但对成形后的流化形态影响较小;分布板进气方向对分布板处的轴向颗粒浓度分布影响较大,对快速床内轴向颗粒浓度分布影响较小;随着分布板进气方向与水平夹角的减小,鼓泡床下部颗粒浓度增大,固相颗粒通量增大;分布板进气方向对旋风分离效率影响较小。因此,工程上可根据需要适当减小分布板进气方向与水平方向的夹角来增加分布板上部颗粒浓度分布。

冷却管结构及进气方向对空冷中冷器性能的影响

首先,通过试验方法获得了基准空冷中冷器在不同速度时的冷侧静压降和传热系数。然后,采用计算流体力学方法对试验值进行了验证,结果表明,对于静压降,试验值与仿真值的绝对误差不超过7%,而传热系数则不超过15%,说明当前仿真的准确性。接着,继续采用计算流体方法研究了冷侧风速为6 m/s时,不同冷却管前缘半径R_(1)及进气方向β对空冷中冷器冷侧热工水力性能的影响,结果表明,当R_(1)=3.6 mm且β=90°时,Fanning摩擦因子f取得各工况中的最小值;当R_(1)=0 mm且β=90°时,努赛尔数Nu取得各工况中的最大值;当R_(1)=3.6 mm且β=90°时,中冷器热工水力性能综合评价准则PEC取得各工况中的最大值。

某舰用燃气轮机舷侧进气系统性能试验研究

与燃气轮机常规进气方式相比,舰用燃气轮机舷侧进气系统对风速、风向等环境条件更为敏感,从而影响整体性能表现。为验证某舰用燃气轮机舷侧进气系统在不同进气方向下总体性能是否满足设计要求,本文搭建了该进气系统比例模型,并在其中布置了滤清器、稳压室、消声器等损失部件模型,对舷侧进气系统在5个常见的进气方向下的整体性能表现进行了试验研究,对各个进气方向下7个关键截面上流场进行了详细测量。试验结果发现,进气方向明显影响舷侧进气系统性能,进气方向垂直于百页窗时进气系统总阻力损失最小。进气系统中前端部件,如百叶窗、滤清器、稳压室等部件流动损失受进气系统的影响较为明显,消声器等进气系统尾端部件的流动损失基本不受影响。速度场测量结果表明,进气方向同样会影响进气系统出口截面上流动畸变情况,变化趋势与进气系统总阻力损失变化趋势基本相反。试验结果表明,在不同进气方向下,舷侧进气系统设计方案的总阻力损失、出口截面畸变、主机功率损失均满足设计要求。