进液量对气举式同向出流旋流器分离特性影响

为了提高旋流器的分离效率,提出一种气举式同向出流水力旋流器结构,通过注气的方式将旋流器轴心的油核举升至溢流口,加速油核向溢流口方向运动,进而提升旋流器的分离性能。基于雷诺应力模型(Reynolds Stress Model,RSM)与多相流模型(Mixture),模拟计算了入口进液量对气举式同向出流旋流器分离性能的影响,分析了进液量对旋流器内气核形态、速度场分布以及分离性能的影响规律。数值模拟结果表明:进液量分布在(3.6~8.4)m^(3)/h范围内时,随着进液量的增加,注气口处压力逐渐增大,混合液内各相介质的轴向速度与径向速度均有显著提高,旋流器轴心处的油相体积分数明显增大,旋流器的分离效率从64%增至77.9%。

基于夹点的带喷射器CO_(2)热泵系统性能分析

为了研究带喷射器的跨临界CO_(2)内部过冷热泵系统(TCISE),基于夹点建立了TCISE的热力学模型,分析了冷却水进出水温度及流量对系统性能的影响。研究表明:冷却水进水温度从25℃降低到15℃时,最优高压压力从9.3 MPa降至8.8 MPa,降低了5.4%,最大COP从3.83提升至4.27,提高了11.49%;TCISE存在临界冷却水出水温度和临界冷却水质量流量,当冷却水进水温度一定时,在出水温度低于临界出水温度或质量流量高于临界质量流量时,系统COP保持不变。

间接空冷翅片管束临界防冻特性及防冻裕量研究

间接空冷翅片管束目前缺乏全面的冬季防冻运行参数。为此,首先凝练了管束防冻模型,包括热平衡方程、水侧和空气侧输运准则方程、防冻约束条件;其次依托典型顺逆流式空冷翅片管束,分析了2类管束临界防冻特性和防冻裕量;最后探究了中间型、左侧型、侧面型进水方式管束的临界值特点。结果表明:环境温度和入口水温降低、风速增加,管束防冻流量增加,且入口水温越低,风速影响更突出;逆流式管束防冻性能劣于顺流式管束,随风速增加或入口水温降低,二者差异扩大;入口水温抬升对防冻裕量影响分为3个梯次,为显著增加区间(0℃, 10℃]、变化缓慢区间(10℃, 20℃]、基本不变区间(20℃, 40℃],不可一直增加入口水温来防冻;中间型管束防冻性能优于左侧型和侧面型,空冷燃煤火电或核电机组应优先选用。研究结果可为我国空冷机组冬季防冻运行提供指导。

多床式瓦斯热逆流氧化装置陶瓷床设计方法及关键参数研究

针对多床式热逆流氧化装置陶瓷床的设计难题,基于蓄热式换热器的设计计算方法,形成了一套多床式热逆流氧化装置陶瓷床的设计计算方法,研究了燃烧室温度、进气甲烷浓度下限值和进气流速3个关键参数的影响。陶瓷床所需蓄热体体积随燃烧室温度设定值的升高和进气甲烷浓度下限值的降低而升高。随进气流速增加,所需蓄热体体积逐渐减少,但蓄热体的高度线性增加。综合考虑投资及运行成本确定了一组设计参数,即燃烧室温度设定为900℃,进气甲烷浓度下限值设定为0.25%,进气流速设定为2 m/s。经设计计算,原料气处理量为10万m^(3)/h的五床式热逆流氧化装置,5个陶瓷床共需要使用蓄热体97.75 m^(3),蓄热体高度为1.85 m。

静态混合器内分散相混合性能数值模拟

为了解决熔体纺丝过程中由于在线添加颗粒引起的熔体品质降低与混合性能变差的问题,采用有限元法针对不同结构与工艺参数的静态混合器进行了建模与求解,得到了后处理结果。同时,为了定量表征其混合性能,采用示踪粒子技术求解了分离尺度、停留时间分布以及最大剪切应力的累积概率函数并对其进行统计学分析。结果表明:长径比由1升高到1.75时,管道内压力降由0.52 MPa上升至0.62 MPa,分离尺度差异不大,停留时间峰值逐渐减小,最大剪切应力大于5 kPa的概率提升到78%。进口流量从2×10^(-5)m^(3)/s提升到8×10^(-5)m^(3)/s,熔体的压力降从0.52 MPa上升至2.00 MPa,分离尺度变化较小,停留时间的峰值变高,最大剪切应力大于10 kPa的概率达到83%。

植物种类和入塘流量对塘堰湿地净化效果和水力性能的影响

塘堰湿地在我国南方灌区分布广泛,合理的湿地设计有利于提高其综合效益的发挥。以大理市洱海流域为典型区域,通过开展静态、动态去除试验及示踪试验,分析了植物种类(水葱、再力花、梭鱼草)和入塘流量(4、11 m^(3)/h)对塘堰湿地净化效果和水力性能的影响。结果表明:①梭鱼草湿地的氮磷净化效果优于水葱湿地,优于再力花湿地;水葱湿地的水力性能优于梭鱼草湿地,优于再力花湿地;综合净化效果和水力性能,水葱优于梭鱼草,优于再力花。②入塘流量从11 m^(3)/h减小到4 m^(3)/h时,湿地的总氮去除率从17.8%增加到32.7%,总磷去除率从19.9%增加到28.6%,有效容积率从0.60增加到0.77,莫里尔离散指数从3.12增加到3.59,净化效果和水力性能提高,水流的短路情况减少,但混合程度增加。③湿地前半部分的氮磷去除率占整体的65%~87%,有效容积率在0.85以上,净化效果和水力性能优于湿地整体。

相继甩负荷间隔时间与尾水管进口压力最小值的内在联系研究

为探求相继甩负荷间隔时间与尾水管进口压力最小值之间的内在联系,针对双机一洞布置型式的抽水蓄能电站,基于瞬变流理论和特征线法对相继甩负荷工况水力过渡过程开展数值模拟,分析了相继甩负荷工况下机组流量变化率和运行轨迹与尾水管进口压力最小值之间的联系。结果表明,存在某一最不利相继甩间隔时间使得两台机组第一波流量变化率的时域不同步程度达到最大,则对应的尾水管进口压力达到最小,且此时先甩和后甩机组运行轨迹点分别在特性曲线反S区上弯点和下弯点。研究结果可为抽水蓄能电站尾水管进口压力极值计算提供参考。

氢气流量和系统进出气流量比对钨粉性能及压坯强度的影响研究

以黄钨为原料,采用分步还原工艺制备钨粉,系统研究了氢气流量和系统进出气流量比对钨粉性能及压坯强度的影响。结果表明:随着氢气流量增加,钨粉粒度细化,但其压坯强度变化较小;当氢气流量为250 L/min时,钨粉粒度为3.3μm,压坯强度为4.1 MPa;当氢气流量增加到800 L/min时,钨粉粒度为2.72μm,压坯强度为4.2 MPa。同时,系统进出气流量比对钨粉压坯强度影响显著,当系统进出气流量比为1∶1时,钨粉粒度为2.76μm,压坯强度为1.6 MPa;提高系统进出气流量比至1∶0.9时,钨粉粒度上升到3.06μm,压坯强度提高到4.4 MPa。

FPSO油-水旋流分离器模拟分析及应用研究

旋流分离器因其紧凑高效在海上平台污水处理单元中被广泛应用。基于巴西某海上油田的污水实况,根据该油田FPSO的污水处理工艺及设计特点,通过对比分析常见的几种含油污水处理方法,并运用FLUENT软件,建立油-水旋流器几何模型,研究旋流分离器内部流场分布特性,综合分析分离性能随来液流速的变化规律。根据运行工况,当旋流器入口流速为3 m/s时,分离效率低于70%,分离效果不理想;当入口流速为7 m/s时,分离效率高于90%,分离后污水含油质量浓度低于100 mg/L。流速过高时,分离效率下降,这是由于流速过大,导致油滴破裂,甚至加剧乳化。这一规律可为今后海上平台污水处理工艺设计提供参考。在实际运用时,应根据油田污水性质、实际环境要求、油滴变形破裂及能耗,选择合适的处理工艺及最优的入口流速。

不同降雨等级对大型合流制污水处理厂进水特征的影响研究

以某市中心城区大型合流制污水处理厂为研究对象,通过对比探究多场小雨、中雨、大雨、暴雨的不同等级降雨事件,深入解析不同等级降雨特征对合流制污水处理厂进水水量与水质的影响效应。结果表明,降雨强度大或持续时间长的中雨、大雨或暴雨都易对合流制污水处理厂的进水流量产生影响性冲击,大雨与多峰长历时的中雨特征会造成低浓度进水COD的运行冲击,较高降雨强度的大雨还会造成进水C/N<3的运行冲击进而影响生物脱氮效果,需在运行管理上给予关注。

龙溪口航电枢纽工程鱼道进口布置论证与优化

为确定龙溪口航电枢纽左岸仿生态鱼道的进鱼口布置方案,结合枢纽的运行工况和现有地形条件,发现较多工况下鱼道进口附近水流条件不满足鱼类上溯要求,需采取一定的工程优化措施。针对龙溪口枢纽的特点,选取典型工况对进鱼口及枢纽下游的水流条件进行研究。根据二维数值仿真模型的研究成果,拟采用拆除电站与泄水闸之间部分纵向围堰、电站尾水坎下游开挖疏浚以及左岸生境重构等方式,优化鱼道进口水流条件。对比分析不同进鱼口布置方案的优劣,推荐采用生境重构结合开挖疏浚的综合措施,优化龙溪口鱼道进口及下游流场,两者均满足龙溪口鱼道进口的流速要求。相关成果可为类似进口水流条件的数值模拟及进鱼口布置提供技术参考。

废气再循环(EGR)冷却器的冷却液进水温度和流量对出气温度的影响

本文以商用车废气再循环(EGR)冷却器为研究对象,通过分析废气再循环冷却器的对流换热原理,结合其物性参数,建立冷却器的平壁导热模型,并用台架试验验证其出气温度的计算精度,以此探究冷却液进水温度和流量的变化对出气温度的影响。结果表明:废气再循环(EGR)冷却器的冷却液进水温度和出气温度具有相对稳定的关系,即冷却液进水温度每升高1℃,出气温度也升高约1℃;对于冷却液流量,当流量接近沸腾临界值时,冷却液流量对出气温度影响较大,冷却液流量每升高20L/min,出气温度降低约4~7℃,当流量大于临界值时,且随着流量的增加,对出气温度影响逐渐变小,冷却液流量每升高20L/min,出气温度仅降低0.4~0.9℃。

基于质量守恒边界条件的浮环轴承贫油润滑特性理论分析

对浮环轴承贫油润滑机理进行了理论分析。在Elrod算法的基础上,采用有限差分法求解基于质量守恒边界条件(Jakobsson-Floberg-Olsson,JFO)的表征内外油膜压力分布的Reynolds方程,推导内外油膜承载力、流量和注入内油膜的压差注油量的表达式,建立贫油润滑状态下的内油膜压力分布模型。利用Matlab对浮环轴承润滑机理进行了仿真计算,分析静载荷和供油压力对浮动环与轴颈的静平衡位置、内外油膜端泄量与压差注油量的影响,进而讨论贫油润滑状态下轴颈的静平衡位置。结果表明较大的静载荷会产生较大的浮动环偏心率和轴颈偏心率以及内外油膜端泄量,但是压差注油量则会减小。在贫油润滑状态下,内油膜在收敛间隙中发生破裂,承载能力下降,提高供油压力可以明显地增大压差注油量,有效地避免内油膜贫油现象的出现。

水力脉冲射流特性室内实验和数值模拟

水力脉冲射流是提高深井机械钻速的一种经济有效的方法,在分析水力脉冲空化射流发生器调制脉冲射流机理的基础上,采用室内实验和数值模拟两种方法对水力脉冲空化射流发生器所产生的脉冲射流特性进行了研究。着重研究了入口流量和叶轮叶片结构对该工具产生的脉动压力振幅的影响。室内实验和数值模拟结果表明:在同一叶轮结构下,随着入口流量的增大,脉动压力振幅呈增大趋势。在同一排量下,采用3叶片叶轮结构的工具调制出脉冲射流的脉动压力振幅较大。因此建议在现场试验条件允许的情况下尽可能地增大泵的排量,并且重点对3叶片叶轮结构的工具进行现场试验研究。

基于现场数据的中速磨煤机动态建模研究

基于现场数据 ,结合电厂磨煤机系统的工作原理 ,通过对其控制系统分析 ,建立了磨煤机出口温度和磨煤机入口空气流量的状态空间动态数学模型。在不同的变工况过程中 ,以磨煤机冷风门和热风门开度为输入 ,所建立的磨煤机出口温度和入口空气流量的动态模型精确度较高 ,比较真实地反映了磨煤机的实际运行状况。由于系统本身具有强耦合性 。

不同工况下电动汽车冷板液冷系统散热性能试验研究

对采用冷板液冷方式的电动汽车液冷系统进行了试验研究,分析不同水冷板流径、进液流量和环境温度对其散热性能的影响。结果表明:随着进液流量增加,液冷系统的散热性能呈现先提高后降低的趋势;不论何种流径方案,都有一个最佳进液流量(单进单出为350L/h,双进双出为450L/h),使最高温升和内部最大温差都达到最小;采用双进双出流径方案时,随着环境温度的升高,最高温升减小,而内部最大温差增大;与单进单出流径相比,双进双出流径液冷系统的电池模块最高温升和内部最大温差均明显降低,散热效率得到提高;在环境温度不高于35℃,采用350～450L/h的进液流量,双进双出流径方案的散热性能完全满足设计要求。

直通式袋式除尘器流量分配计算流体动力学方法研究

介绍了能有效降低设备运行能耗、提高滤袋寿命的直通式袋式除尘器及其箱体气体流通结构,并利用CFD方法对箱体流量分配和气流分布进行数值模拟,给出了实现箱体流量合理分配的气流分布板结构调整方法和参数。计算结果与模型试验、现场测试结果吻合较好。

抽水蓄能电站尾水系统布置对相继甩负荷工况尾水管进口最小压力的影响

抽水蓄能电站机组在相继甩负荷过程中,尾水系统布置方式对尾水管进口最小压力影响很大。本文通过理论分析、数值计算和工程实例,揭示了相继甩负荷工况产生尾水管进口最小压力的内在机理,探究分析了尾水系统布置方式对相继甩负荷工况中的尾水管进口最小压力的影响。结果表明:尾水系统环状布置比树状布置对相继甩负荷过程中的尾水管进口最小压力更有利;环状布置方式中的尾水岔管越靠近机组、尾水主洞断面积越大,尾水管进口最小压力越大。

进口结构对迷宫流道滴头性能影响的模拟研究

【目的】分析进口栅格结构对滴头性能的影响,为迷宫流道滴头的设计提供参考。【方法】应用计算流体力学CFD方法,对不同进口结构的滴头流道流场进行数值模拟,分析进口数目、进口宽度、进口高度和缓水区深度对滴头性能的影响。【结果】进口流量在不同进口栅格之间分配,距离迷宫流道越远的进口栅格流量越小,流量主要集中在靠近迷宫流道的几个进口栅格;在总进口栅格断面面积大于迷宫流道最小断面面积的情况下,不同进口栅格结构几乎对滴头流量没有影响,而对各进口栅格之间的流量分配影响较大;随着进口高度和缓水区深度的增加,不同进口之间流量和流速的分布更加均匀,低速区面积减小,可降低进口处泥沙沉积,提高滴头的抗堵塞性能;单纯增加进口数目并不能从根本上改善进口处的堵塞状况,片式滴头进口数目以3~5个为宜。【结论】进口栅格结构对滴头性能影响很大,应深入研究以优化滴头性能。

文丘里施肥器的空化特性试验研究

为了研究文丘里施肥器在压差较大的情况下产生的临界空化对微灌系统灌水器的工作压力影响,试验选取并研究了DN25型文丘里施肥器在吸肥过程中发生的空化现象,测试了7个不同进口压力水平下文丘里施肥器的吸肥流量随进出口压差变化的规律,同时采用动态应变仪测得了对应工况下施肥器喉部和扩散段外侧的应变数据,比较分析了应变数据的标准差与吸肥流量之间的关系,以及文丘里施肥器发生空化时内部流动特性变化规律.试验结果表明,当进口压力在0.20 MPa以下时,文丘里施肥器内部未发生空化;当进口压力在0.20 MPa以上时,吸肥流量增大至某稳定值时所对应的临界最大压差与进口压力呈线性关系,此时文丘里施肥器内部发生临界空化.当进口压力超过临界最大压差时,应变标准差随进出口压差变化的趋势曲线呈M型,且M型曲线的3个特征拐点对应的进出口压差均与其进口压力呈线性关系.