基于Zukauskas关系式的预冷发动机进气道流动特性研究

为了研究预冷发动机进气道流动特性,以二维变几何轴对称进气道为研究对象,利用Zukauskas横掠管束绕流关系式,对进气道流场展开了数值仿真研究,探究预冷器的冷却效应及换热管直径对进气道流场、性能的影响。结果表明:Zukauskas关系式能较好地预测气流在预冷器管束间的流动损失;经过预冷后,涡轮通道总温大幅下降,但总温分布不均匀,温度梯度明显,对流换热对上游流体总温产生的影响很小;在Ma_(∞)=2~5飞行工况下,换热功率随着飞行马赫数的增加而增大,涡轮通道的出口总温较预冷前降低了22%~60%,出口马赫数降低了17%~51%,反压比增加了10%~26%,总压恢复系数增加了3%~8%;当预冷器的管径从1 mm增大至2.5 mm时,涡轮通道出口速度降低了16.5%,反压比降低了1%,总压恢复系数呈现先下降后上升的趋势。将虚拟预冷器管束排布方式改为顺排,预冷器的换热功率下降,出口总温上升,涡轮通道的出口速度上升了11%~30%。

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。

双向进气与惯性管功能的研究

基于线性热声理论,本文对斯特林型脉冲管制冷机的调相机构—双向进气和惯性管进行了系统的数值模拟,研究结果表明:在惯性管结构能够为脉冲管制冷机提供所需要的最佳阻抗时,双向进气模式不能提高脉冲管制冷机性能;但是因为惯性管调相能力有限,不能为小功率脉冲管制冷机提供所需要的最佳阻抗,此时双向进气仍然能够为提高脉冲管制冷机性能发挥积极的作用。另外,本文还总结了脉冲管制冷机调相机构实验中出现的现象,对其进行了理论解释,这也是对本文结论的有力佐证。

旋风分离器分离性能的数值模拟与分析

以XLPB-5.0和XCX-5.0两种旋风分离器为原型,采用CFD软件对这两种旋风分离器进行了流场与分离效率的数值模拟,初步探讨了入口蜗壳形式与芯管结构对分离效率的影响。模拟结果显示:旋风分离器内流场呈各向异性分布特点,切向速度是影响分离效率的首要因素,径向速度的存在会造成"流场短路"现象,使轴向速度呈不对称分布,导致分离效率的降低。轴向速度与径向速度的共同作用促使颗粒在旋风分离器内做螺旋运动;XLPB-5.0和XCX-5.0的分离效率分别为92.55%和94.96%,与实验结果基本吻合,且不同芯管参数下XCX型的分离效率比XLPB型高;螺旋式入口蜗壳(XCX-5.0型)对旋风分离器上部流场的影响相比直流式入口蜗壳(XLPB-5.0型)复杂;对于两种旋风分离器,随着芯管直径的增大,分离效率逐渐变小;随着芯管深度的增大,分离效率先增大后减小。

不同坡度下压力对滴灌毛管均匀度的影响试验

以内镶式滴灌带和薄壁滴灌带为研究对象,测定了平坡、±0.5%坡度和±1%坡度时,不同入口压力下滴头沿毛管的流量分布和水力损失,并结合滴头的制造偏差,计算得出不同坡度和压力条件下滴灌毛管的均匀度。试验结果表明,将毛管铺设成恰当的顺流下坡坡度或提高入口压力均可提高毛管的滴灌均匀度。

脉冲管制冷机调相机构的研究 第一部分 双向进气模式的研究

基于线性热声理论,通过数值计算定量分析了双向进气对脉冲管制冷机性能的影响,指出:在惯性管已经为脉冲管制冷机提供了所需的最佳阻抗时,双向进气不能提高脉冲管制冷机的性能,只有在惯性管没有为制冷机提供作需的最佳阻抗时,双向进气模式才能发挥积极的作用。

双进双出钢球磨煤机的特性与故障处理

介绍双进双出钢球磨煤机双进双出、料位控制、辅助风系统和蒸汽惰性置换系统的特点,重点分析小齿轮断齿、大小齿轮齿面磨损点蚀严重、螺旋输煤绞笼损坏、磨煤机大瓦温度高、料位系统异常等常见故障及发生的原因,并提出相应设备和系统的改进措施。

冷端孔径对涡流管性能影响的实验研究

本文搭建了涡流管性能实验台,研究了不同冷端孔口直径的涡流管实验样机的性能。当进口压力为0.3~0.5 MPa时,分析了冷端孔径对冷端温降特性、制冷量特性、等熵温度效率特性及COP特性的影响。结果表明:冷端孔口直径对涡流管性能有很大影响,存在一个使涡流管冷端温降及制冷量均达到最大值的最佳冷端孔口直径,在本文设计的涡流管几何尺寸条件下,最佳冷端孔口直径为5 mm,最佳冷端孔口直径与热端直径比为0.5。

进出油管位置影响板翅式油冷器性能的数值模拟

数值模拟和试验验证了板翅式油冷器进出油管位置对油流动的均匀性和油侧压降的影响。在数值计算中采用多孔介质模型简化具有错位翅片的油道,并引入油流动均匀性系数来评价流动的均匀性。计算结果和试验数据表明,CFD作为虚拟试验的工具具有明显的优点,它能展现内部流动的细节,对散热器优化设计具有一定的参考价值。

石蜡在管外凝固过程的理论和实验分析

The influence of inlet temperature of cooling water on the solidification of paraffin outside the coil tube was investigated.Numerical equations were set up to calculate the heat transfer inside the heat exchanger.The calculation of temperature fields of water and paraffin agreed well with experimental results.The temperature fields of paraffin near to the tube were different with different inlet temperatures of water,while the temperature fields far away from the tube were almost the same.The distribution of dimensionless temperature fields of paraffin was similar at different inlet temperatures of water,except for the region near to the phase interface.The interface moved faster at a lower inlet temperature of water.The moving rate of the interface slowed down at first,and became faster again when the interface was discontinuous.The results can provide the guidance for choosing the right inlet temperature of water for an appropriate solidification rate of paraffin.

进气温度及冷流率对涡流管制冷性能的影响

采用基于实际生产应用的涡流管模型,以空气为介质,模拟分析了不同进气温度和冷流率对涡流管制冷性能的影响,结果表明:冷流率一定时,涡流管的冷端出口温度、热端出口温度、制冷温度效应及单位制冷量均随进气温度的升高而增大,而制冷效率基本不受温度影响;在相同进气温度下,涡流管的制冷温度效应、单位制冷量及制冷效率都随冷流率的增大呈先增大后减小的趋势;存在一个最佳冷流率范围使得制冷温度效应、单位制冷量、制冷效率最大,但它们各自的最佳冷流率范围不同。

分段进气生物膜滴滤塔的废气净化效率

采用毛细管模型对分段进气生物膜滴滤塔净化有机废气的效率进行了分析,获得了分段进气单一出气和分段进气分段出气两种方式下生物膜滴滤塔降解有机废气的效率。通过计算发现:同传统单进单出的方式相比,对于分段进气单一出气,分段数越多,效率越低;对于分段进气多段出气,分段数对净化效率的影响很小,而采用这种分段进出气方式可有效地减少填料床的堵塞现象,提高生物膜滴滤塔的实际净化效率。

欧阳海水电站1号机组水力共振分析

欧阳海水电站计划进行增容改造,为了保证引水管路和机组的安全稳定运行,需了解水电站的水力特性。从而进行了甩负荷、变负荷和变速试验。做变负荷试验时发现1号机组在小负荷运行区域出现共振现象,在上机架垂直振动,涡壳进口压力、尾水管锥管压力和顶盖压力实测分析发现均含有1 4倍频的相同频率成份。为探知出现此频率的原因,本文对此频率成分做了详细分析,得知它是由于1号机在小负荷工况运行时上冠处叶道涡产生的水力共振频率。

调压室对尾水隧洞明满流水力过渡过程影响研究

水电站水力过渡过程计算中,明满流现象一直是仿真模拟的难点。针对某大型水电站发生过渡过程时尾水隧洞中出现的明满流现象,采用数值模拟方法,研究了设置尾水调压室后,尾水隧洞明满流过程对机组尾水管进口最小压力及机组一次调频性能的影响。结果表明,尾水调压室可在一定程度上削减明满流对机组运行的干扰,同时尾水洞中的明满流又可减少调压室水位波动幅值,二者的合理搭配改善了尾水系统过渡过程品质,可为发生眀满流现象的水电站尾水系统设计提供借鉴。

脉冲管制冷机蓄冷器中交变流动过程理论分析

建立了交变流动蓄冷器热力学模型 ,分析了蓄冷器中气体微团的热力学变化过程 ,经计算得出了一周期内总热量和压力波与质量流之间相位的关系。对蓄冷器在制冷系统中的作用提出了新的认识。并通过对脉冲管蓄冷器中交变流动热力学特性的分析 ,对比一典型的双向进气型脉冲管制冷机的实验测量结果 ,分析了双向进气环流产生的直流分量对蓄冷器的影响 ,对脉冲管双向进气产生的直流分量对脉冲管制冷性能的影响提出了新的解释。

双向进气型脉冲管制冷机环流损失实验分析

对一典型的双向进气型脉冲管制冷机的动态压力、流速和温度的实验测量结果进行了详细的分析，得到了动态压力和质量流量之间的振幅和相位关系以及脉冲管内部冷头截面的质量流量。计算了环流量的大小和比例；分析了该环流损失机理；指出多路旁通进气方案可以减小环流损失，提高脉冲管制冷机的制冷性能。

输水洞径对可逆式机组相继甩负荷尾水进口压力影响

针对1洞多机抽水蓄能电站水力机组过渡过程调节保证计算中相继甩负荷对尾水进口压力的影响问题,通过对某抽水蓄能电站输水系统洞径组合的比选,得出不同甩负荷形式对尾水进口压力影响程度不同,先甩N-1台机组、后甩尾水管道最长的1台机组尾水进口压力最危险;不同输水系统洞径对改善尾水进口压力的影响程度也不同。

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。

不同结构循环旋风分离器流场的数值分析

采用CFD软件——Fluent6.2中的雷诺应力湍流模型,对具有不同几何结构的循环旋风分离器气相流场进行数值模拟,以考察循环旋风分离器的几何结构对其流场的影响。模拟结果表明,循环管可以减小不利于气、液相分离的轴向速度并降低压降,防液罩可以在不增加压力损失的情况下增强气、液相分离的主要动力——切向速度,循环旋风分离器存在一个最佳入口直径。

两种非均匀进口速度下尾水管内流CFD模拟分析

对两种不同负荷条件时给定尾水管非均匀进口速度条件 ,进行了内流计算流体动力 (CFD)分析 ,采用定常流动计算方法对同一问题进行了对比 ,给出了两种工况条件下 ,各主要特征截面上的参数变化特征和详细细节 ,计算分析结果显示A工况速度条件的流动特征明显优于B工况 。