干式车载牵引变压器绕组区域动态温度计算模型

干式车载牵引变压器质量轻、安全系数高,但其内部热场随运行环境及负荷状态频繁波动。为实现干式车载牵引变压器绕组动态温度的快速计算,基于热电类比原理搭建分布式动态热网络拓扑结构,并借助CFD模型开展仿真试验,探究运行参数和风道尺寸对散热性能的影响,提出风道出口温度计算方法;基于干式车载牵引变压器绕组温升试验平台,验证动态温度计算模型的有效性。结果表明:针对不同结构参数和时变运行场景,所建绕组动态温度计算模型均能准确获取绕组区域温度分布及动态变化情况,相比CFD数值仿真节省99%以上的时间成本,有助于干式车载牵引变压器热容量的合理规划和设计效率的进一步提高。

地铁站台火灾工况下不同排烟方案的排烟效果数值模拟研究

为研究地下车站全封闭岛式站台火灾时的排烟效果,以成都市某地铁车站为研究对象,利用FDS(火灾数值模拟)软件内的LES(大涡模拟)对开启屏蔽门首尾滑动门、独立设置辅助排烟风管、轨顶风道侧排风口、复合式屏蔽门四种排烟工况下的站台火灾场景进行数值模拟。结果表明:针对地下车站全封闭岛式站台公共区火灾,采用复合式屏蔽门的排烟模式,可快速排除站台层烟气,有效的改善站台层发生火灾时的逃生环境,为人员疏散提供更多的时间。

内电混合动力机车多出风口牵引风道流场优化研究

文章采用计算流体力学软件,对内电混合动力机车牵引风道内流场特性进行仿真分析。针对原设计方案牵引风道各出风口风量与需求风量的不匹配问题,提出了在风道内增加挡板的多目标优化算法,研究挡板安装位置和尺寸参数对出风口风量分配的影响规律;基于上述影响规律对挡板参数进行微调,设计了16组优化模型,研究各优化模型的出风口风量与需求风量的匹配性,从而寻找最优模型。结果表明,最优模型的出风口风量与需求风量的相对误差较原设计方案显著降低,各出风口风量基本接近需求风量。

综掘工作面风筒出风口风流智能调控装置研究

针对目前煤矿综掘工作面局部通风风筒的出风口口径、方向角度和前后距离不能实时动态变化所造成的瓦斯、粉尘爆炸和环境污染风险提升问题,研发安装于风筒出风口的风流智能调控装置。分析综掘工作面实际通风风流运移分布规律及风流调控需求,建立了智能调控装置的整体结构方案,进行了机械结构详细设计及安全性优化分析,并对控制系统软硬件进行了分析设计。研制了机械式调控装置,进行了井下的风速及粉尘浓度的风流场调控测试研究,其测试结果表明:出风口距端头7 m时,调控后回风侧沿程风速由4.01 m/s下降至1.19 m/s,司机位置处的风速由0.1 m/s提高到了0.5 m/s,达到了《煤矿安全规程》要求规定范围;出风口距端头5 m和10 m时,风流场调控后司机位置处粉尘浓度较原始粉尘场最高降低了34%,说明调控装置的调风和降尘效果明显,具有一定的实际应用价值。

综掘面粉尘最佳分布的风筒出风口参数调控规则研究

目前,综掘面风筒出风口风流不能随时变化,不能满足通风降尘的实际需求,造成了安全隐患和污染风险的急剧上升。而风筒出风口方向角度、口径及前后距离参数变化调控可以优化粉尘运移分布,有效提高降尘效率。研究采用粗糙集理论、有限元流场数值模拟技术及井下测试验证手段对综掘面不同巷道的空间尺寸和出风口方向角度、口径及前后距离参数下的调控规则获取方法进行研究,建立决策信息系统、属性约简的区分矩阵算法、规则获取的启发式值约简算法,并进行了出风口参数调控规则的获取及表达。对调控后粉尘质量浓度的分析可知,巷道内粉尘质量浓度超限区域面积明显减少,较原始场司机位置处的降尘率可提高48%,为综掘面粉尘最佳分布和高效通风降尘提供了理论依据。

静压式条缝送风口紊流系数及扩散角的测定

对所研制的新型静压均匀送风道条缝送风口的紊流系数及扩散角度进行了试验研究,测试结果表明:本实验所测定的无导叶具有加工磨圆边口的风道纵条缝送风口具有比较好的紊流扩散性能,而且其紊流系数及扩散角度随出口气流速度的改变很小,即二者之间的关系表现为随机的不确定变化规律;同时通过试验发现丝线测定法具有简单可靠、操作方便、容易实现等优点,与断面速度法相结可以合进一步提高测试效率和测试结果的准确度.

基于CFD空气动力制动风载荷试验台仿真设计

借鉴风洞试验收缩段的收缩比和收缩曲线的设计,基于CFD借助数值仿真手段,对风载荷试验台的关键部件风源和出风口风道分别进行了选型及改进设计。通过对不同方案的制动风翼所受气动阻力、最大最小风压及压力分布图和流场流线均匀度等性能指标进行对比研究,同时将各方案中制动风翼受力数据与设计指标进行比对,最终选择型号为9-19-No.16D的高压离心风机和经过改进设计后的出风口风道组合方案。计算结果表明:该组合方案产生的气动阻力14 751 N和最大风压14 601 Pa相对设计指标气动阻力13 k N和最大风压11 000 Pa,分别增大了13%和32%;同时压力云图分布也与装于列车的制动风翼类似;在流场均匀度方面,流线图较均匀规则,内部涡流区较小,造成的压力损失小,外部涡流区较少。综合评价,该组合方案能够很好地满足空气动力制动风载荷试验台的要求。

轴流式果园喷雾机风送系统优化设计与试验

针对传统风送式喷雾机风送距离短与药液浪费的问题,设计一种适用于传统果园喷雾机的轴流式风送系统。通过设置不同风筒导叶的安装角、数量、长度和锥形多出口装置的锥度、出口布局方式,进一步引导风送系统气流场,并建立相对应的气流场分布模型。通过对比选取风送系统的最佳优化设计方案,并开展了验证试验。试验结果表明,风筒导叶参数对出口风速影响的显著性由大到小为长度、安装角、数量,锥形多出口装置出口布局方式对出口风速的提升效果明显;当风筒导叶安装角为10°,数量为6,长度为20 cm,且锥形多出口装置锥度为2.25、出口布局为A型时,风送系统出口风速及均匀性达到最优,所建立的模型出口风速与试验值相对误差为4.66%和变异系数为3.63%,验证了数值模拟结果的可靠性。在此基础上,通过喷雾机外流场试验可得,射流边界范围随着出口直径和转速的增加而增大,风送距离也随之增大,当风送距离0~2 m,风速大于5 m/s,衰减幅度明显,当风送距离大于2 m时,气流衰减较为平缓,风速距离4 m处风速达到1.5 m/s左右。优化后轴流式果园喷雾机风送系统结构合理,气流均匀性、风速、边界和射程等方面均满足果园植保机械需求,研究结果可为果园喷雾机风送系统优化设计和风送式施药提供参考。

地铁车辆风道系统出风均匀性设计

文章简要介绍了国内某B型地铁车辆风道系统,利用计算流体动力学(CFD)软件Fluent,对风道出风口的速度场进行数值计算,同时通过不同模拟条件下的试验数据进行对比分析,探讨如何通过仿真计算和试验调整的方式优化风道的出风均匀性。

某大学图书馆空调系统气流组织形式分析

简要介绍了某大学图书馆的空调系统,分析了集中送、回风管道风口布置形式、末端送风口形式和相应的室内气流组织形式,通过几种气流组织形式对比,得出了大空间风管道风口布置的最佳形式。

通风空调送风管段内三维流动的数值模拟

通风空调系统中送风口出流特性是影响室内气流组织的重要因素.在用数值模拟方法预测室内气流组织时,通常将送风口处的气流速度分布简化为均匀分布,而实际的通风空调系统,送风口前常接有弯头、三通、变径等部件,送风口出流可能存在不均匀.通过对送风管段内三维流动的数值模拟,分析送风口处的气流分布情况.数值模拟结果表明各送风口处流速分布存在不同程度的不均匀现象,如果进行室内气流组织的数值计算时,仍按均匀分布进口边界条件给定,则将会产生较大的误差.

送风口处支护结构受力分析及断面型式研究

对于送风口处支护内力分析及断面形式等方面的研究,现行规范及学者研究得较少,现通过对通风风道在不同矢跨比的工况下支护结构受力状态及断面形式的分析研究,得出了通过在通风通道与主隧道的交界处采取如下措施可在保证支护结构安全的同时增大通风面积:(1)增加风道板厚度的同时在支护结构中增设钢拱架;(2)增设锚杆,利用锚杆的抗拔力约束支护结构变形。该成果为送风口处的支护结构设计及断面形式的选取提供了一定程度的参考价值。

新型折流板式双风道空气集热器数值模拟

对太阳能空气集热器进行优化设计可以有效提高集热器的集热效率,降低能源浪费。文章设计了1种新型折流板式双风道空气集热器,其上、下层各有2个进、出口,上层流道均采用新风,下层流道均采用回风,建立了集热器数值传热模型,采用Fluent软件对4种工况进行数值模拟计算。结果表明:随着进口流量的增大,集热器出口温度逐渐下降;集热效率逐渐上升,工况4的集热效率最高,为59.73%,而工况1的集热效率最低,为39.14%;新型折流板集热器比传统的平板集热器的集热效率高近20%,可以通过增加折流板长度或者穿孔型折流板改善空气流道层。

汽车空调风道和出风口的气动噪声分析

为了验证汽车空调风道和出风口产生的气动噪声,结合气动噪声的发声机理,在消声室内搭建台架,气流由风量试验台提供,在中间位置布置穿孔板用于消声处理。分析了噪声的传递过程,并对噪声和振动的特性进行评价。同时通过仿真分析,找出空调风道和出风口的噪声源分布。仿真考虑了表面压力脉动的偶极子噪声和空间涡流的四极子噪声,仿真结果与试验结果的一致性较好。这些方法为后续的空调风道和出风口降噪优化提供了解决思路和数据支撑。

单、双风道折形折流板式空气集热器对比分析

为了进一步提升太阳能空气集热器的集热效率,文章在单风道折形折流板空气集热器的基础上,提出了双风道折形折流板式空气集热器,通过在集热器中加入回风通道,并按照一定的比例将新风和回风进行配比,以增加集热器的热利用率。研究结果表明,双风道折形折流板式空气集热器的集热效率高于单风道折形折流板空气集热器,双风道折形折流板式空气集热器的压损系数低于单风道折形折流板式空气集热器;随着进口温度逐渐升高,两种空气集热器的集热效率均逐渐下降,单风道折形折流板式空气集热器全新风和全回风集热效率分别为53.35%,49.17%;在全新风工况下,双风道折形折流板式空气集热器的集热效率最高,为59.89%,在全回风工况下,双风道折形折流板式空气集热器的集热效率最低为59.09%;随着进口风速逐渐增大,双风道折形折流板式空气集热器的集热效率和压力损失均逐渐上升,该集热器的最高集热效率为70.49%;冬季,当太阳能空气供暖系统的进口风速为0.3 m/s时,室内的舒适度最佳。

风道出风口结构对客车车内流场影响的研究

运用Fluent软件对某空调客车车内流场进行仿真分析,针对其流场分布不均的问题,提出在风道出风口处增设整流挡板来改善出风口射流状态的方案,并通过分析不同整流挡板高度的影响规律,提出优化方案。

新型双风道太阳能空气集热器的数值模拟研究

太阳能空气集热器的集热效率偏低会导致出口温度的不均匀以及能源浪费,优化空气集热器可以有效地提高集热器的集热效率,降低能耗。文章通过建立新型集热器的数学模型,采用Fluent软件对其进行模拟计算,分析了空气流速以及空气进口温度的不同对于集热器出风温度以及集热效率的影响,比较了上、下风道速率不同时的集热器效率。结果表明:当保证上、下层风道风速相同时,出风温度随着进口风速的增大而减小,双风道集热器的瞬时集热效率随着上层风速增大而增大,而随着下层风速增大而减小;双风道集热器的出口温度随着进口温度的升高而上升,集热效率随之下降。

波纹板双风道空气集热器的研究

基于太阳能空气集热器的出口温度以及集热效率问题,针对性地提出一种波纹吸热板双风道空气集热器,目的是通过增强空气与吸热板的扰动换热来提高集热器的瞬时集热效率,并且根据Fluent软件建立数学传热模型。结果表明,新型空气集热器比传统集热器的集热效率高接近20%;随着进口流速的增大,出口温度逐渐降低,上下风道最高温度分别为308.7K与322.84K,最低温度分别为296.55K与299.57K;随着进口流速的增大,集热器的热效率上升,当上下风道均为2 m/s时,集热效率最高为70.23%。

某地铁车辆空调送风道出风性能仿真优化及分析

运用计算流体力学方法,通过仿真模型对某地铁车辆送风道出风均匀性进行检验与优化,得出在较小风道阻力下较为合理的静压挡板高度、位置及尺寸。研究发现,添加不同形式的挡风板可改变风道送风前端出风量,进而优化出风均匀性。主风道模型的阻力调节板高度为90 mm且距出风口边缘30 mm时,出风均匀性较好;扁风道模型的开孔挡板高度40 mm且距出风口边缘15 mm;考虑到扁风道末端渐缩段的影响,添加了3块高度分别为40 mm、30 mm、20 mm的末端挡板,可改善出风口出风量中部位置小、末端大的状况,使扁风道出风口的出风量趋于均匀。

附壁风筒出风口参数对掘进工作面控尘效果的影响

为明确径向出风式附壁风筒出风口宽度、径轴向出风比对综掘工作面控尘效果的影响,以冯家塔煤矿某综掘工作面为原型,运用FLUENT软件,对建立的长压短抽式通风综掘巷道模型进行数值模拟,并对模拟结果进行现场验证。结果表明:保持压抽比为1.3,径向出风口长为0.8 m时,随着出风口宽度增加,巷道空间内的粉尘浓度先减小随后增大,改变出风口宽度,当出风口宽度为0.05 m时,司机处粉尘浓度降至100 mg/m^(3),距掘进工作面20 m巷道内基本无粉尘,控尘效果最佳;保持最佳出风口宽度为0.05 m,随着径轴向出风比变小,巷道内粉尘浓度先减小后增大,当径向轴向出风比为1:2时,粉尘被集中控制在负压抽吸区,掘锚机司机位置处粉尘浓度降至1.2 mg/m^(3),此时径向出风式附壁风筒控尘效果最佳。