冷却风扇气动性能及噪声模拟与试验验证

为评估冷却风扇气动性能及噪声,以某摩托车用轴流式冷却风扇为研究对象,应用计算流体力学和计算声学方法,采用流体分析软件STAR-CCM+和噪声分析软件Virtual Lab对风扇性能及噪声开展研究,并与风扇性能和噪声试验数据对比验证计算模型的可靠性。结果表明:轴流式冷却风扇风量仿真值与实测值变化趋势一致,最大误差约为4.9%,总体平均误差约为2.94%。轴流式风扇转速4213 r/min及风压0 Pa时,噪声仿真值与试验值的误差为9.7%,误差低于10%,可满足工程需求。类似研究方法应用于发电机组用离心式风扇风量及噪声预测研究中,经分析得出离心式风扇入口风速试验值与仿真值间最大误差为9.17%,最小误差为5%;1 m远场噪声监测点的噪声声压级仿真值为66 dB(A),实测声压级为75 dB(A),两者差异为9 dB(A),误差约为13.6%,原因是实测噪声值中含有电机驱动系统运转的噪声。研究结果可为轴流式及离心式风扇的气动性能及噪声评估提供方法参考。

主动式气膜冷却对高超声速飞行器等离子体鞘套的影响

以钝锥模型为研究对象,采用热化学非平衡计算方法并结合可压缩N-S方程、SST k-ω湍流模型,对钝锥模型肩部台阶喷流和头部逆向喷流流场进行了数值模拟。在考虑不同喷流压强、喷口位置和数量等因素的基础上,分析了主动式气膜冷却对等离子体鞘套的影响。结果表明:高超声速飞行器采用主动式气膜冷却技术时,喷口的数量、位置及喷流压强对等离子体密度均具有显著的影响。肩部的切向喷流可有效抑制模型壁面附近的等离子体密度,进而可能对高频电磁波的传输和目标雷达散射截面(RCS)产生影响。头部逆向喷流可显著改变等离子体的分布情况,不同的逆向喷流参数配置会导致明显的差异。

某型高温涡轮叶片冷却性能的实验研究

为了有效监测高温涡轮叶片的安全运行状态,基于响应面模型对某型高温涡轮叶片进行了实验研究,旨在探究关键工况参数对其冷却性能的影响,以提供可靠的数据支持。采用中心复合表面设计对某型叶片的工况参数进行设计,研究了主流入口温度、主流出口压力、主流进出口压比、冷气与主流温度比及流量比对某型叶片冷却效率分布、无量纲温度分布及温度非均匀度的影响规律,并在此基础上构建了响应面模型,探究了工况参数的耦合作用对某型叶片冷却性能的综合影响。实验结果表明:拟合得到的响应面模型有较高的精度,其均方根误差均小于0.001,决定系数均大于0.99;主流入口温度和出口压力对叶片冷却性能的影响均较小;在实验工况范围内,当主流进出口压比、冷气与主流温度比及流量比分别从1.3~1.5、0.6~0.7、3~8增大时,叶片的平均冷却效率分别增大了9.67%、9.39%、30.49%;叶片的平均无量纲温度分别提高了2.98%,降低了1.34%、3.78%;叶片的温度非均匀度分别降低了2.69%、28.79%,提高了50.27%。

测井仪被动式热管理系统室温冷却研究

被动式热管理系统能使测井仪内部电子器件的温度在工作时间内不超过耐温指标,然而热管理系统优异的隔热性能导致测井仪需要较长时间冷却,才能投入下一次工作。为此,提出了一种针对测井仪的室温冷却方案。通过将电路骨架从保温瓶内抽出置于空气中实现快速冷却,同时设置芯片保护壳避免内部电子器件与空气直接接触,能够避免较高温差所产生的热应力及水蒸气液化对内部电子器件的损坏,实现快速冷却。模拟和试验验证了该方案的可行性,同时模拟探究了不同因素对冷却方案效果的影响,确定了最佳的冷却方案。研究结果表明,所提出的室温冷却方案可以解决测井仪被动式热管理系统冷却散热的问题,提高测井工作的效率。

基于端部绕组模块的定子励磁无刷电机冷却方法

为了提升定子励磁无刷电机的冷却能力,提出了一种基于端部绕组模块的定子励磁无刷电机冷却方法.在电机端部绕组和定子铁芯叠片端部的间隙中插入端部绕组冷却(EWC)模块,以减小定子绕组热点区域和冷却介质之间的间隙,从而提高端部绕组的冷却能力.对非重叠式集中绕组长度计算模型进行改进,评估采用EWC模块前后电机定子电枢绕组长度的变化,分析EWC模块的电导率对电机定子损耗的影响.采用计算流体动力学(CFD)模型,对比EWC模块在不同铜耗和励磁源损耗密度下的冷却性能.结果表明,采用EWC模块可以使端部绕组的稳态温升降低约50%,热态时的绕组电阻降低7.51%,从而改善了定子的冷却条件.

PI3K/AKT信号通路对冷却滩羊肉贮藏期间细胞凋亡的影响

以滩羊后腿肉为研究对象,采用10μmol/L磷脂酰肌醇3激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K)抑制剂LY294002溶液对滩羊肉进行注射处理,4℃条件下分别贮藏0、2、4、6、8 d,通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳和蛋白质免疫印迹分析PI3K、蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)蛋白的表达情况,以此验证PI3K/AKT信号通路抑制的有效性,同时分析滩羊肉贮藏期间能量因子、氧化应激水平、线粒体损伤程度以及胱天蛋白酶(cysteine aspastic acid-specific protease,Caspase)-3活性的变化,以探索PI3K/AKT信号通路对冷却滩羊肉贮藏期间细胞凋亡途径的诱导机制。结果表明,PI3K和AKT蛋白表达量均减少,验证了PI3K/AKT信号通路被抑制的有效性。与对照组相比,LY294002处理组线粒体ATP、糖原含量、琥珀酸脱氢酶和柠檬酸合成酶活性显著下降(P<0.05);线粒体活性氧(reactive oxygen species,ROS)逐渐增多,氧化应激水平和线粒体膜通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore,MPTP)开放程度增加;膜电位显著下降(P<0.05);凋亡因子Caspase-3活性显著升高(P<0.05),表明PI3K/AKT信号通路通过促进ROS产生并与PI3K相互作用,介导了下游Caspase-3的活化,使线粒体结构与功能受损,导致MPTP开放、膜电位降低,进而诱发细胞凋亡。

高温后冷却方式对玄武岩纤维混凝土力学性能的影响

高温处理后混凝土力学性能是工程建设中评价混凝土结构安全性能的重要指标之一。对不同玄武岩纤维(BF)掺量混凝土的力学性能进行了测试,将最优掺量的玄武岩纤维混凝土(BFRC)与普通混凝土(OC)进行高温处理(200、400、600、800℃),研究不同冷却方式(自然冷却和喷水冷却)对高温后BFRC性能劣化的影响,分析BFRC在不同温度和冷却方式下的力学性能变化规律。结果表明,当BF掺量为0.05%(体积分数)时,BFRC抗压强度、劈裂抗拉强度达到最大值,分别为50.2、3.5 MPa,较OC分别提高了14.87%、34.62%。BF的掺入能够有效增加混凝土的韧性以及抵抗开裂变形的能力。随着温度增加,BFRC试件的弹性模量减小但始终大于OC试件。同一冷却方式下OC的峰值应变均大于BFRC,不同冷却方式下的延性指数较常温均有所提高。

端部绕组浸没式冷却电机散热结构设计与优化

针对高功率密度电机散热困难的问题,设计了一种端部绕组浸没式冷却的油冷散热结构,研究了端部绕组浸没式冷却电机的散热结构设计与优化方法。基于传热学及电磁学理论,分析了电机内部热源的分布情况,通过仿真模拟分析了极限工况下油冷电机的温度分布和流动特性;定量研究了油碗、油道结构参数对电机最高温度及油道压降的影响;基于响应面法进行多目标优化试验设计,利用带精英策略的非支配排序的遗传算法(NSGA-Ⅱ)得到最优解,并通过仿真模拟验证了优化结果的有效性和可行性。结果表明:优化后电机最高温度为139.7℃,比优化前的最高温度161.3℃降低了21.6℃,降幅为13.4%。同时,油道压降由65.6 kPa下降至39.3 kPa,降低了26.3 kPa,降幅为40.1%。进行优化设计后,油冷电机的散热性能显著提高,有利于提高电机的工作效率和寿命。本研究对于电机散热结构的设计与优化具有一定的理论指导和实际应用价值。

强化换热管冷却壁传热分析及结构优化

强化冷却水管的换热,对提高冷却壁的传热性能、延长冷却壁使用寿命有重要意义。利用Fluent数值模拟研究了丁胞管、螺纹管、扭曲椭圆管3种强化换热管对冷却壁换热性能的影响,并对强化换热管结构参数进行了优化,建议丁胞管结构参数设定如下:丁胞纵向间距为40 mm,径向丁胞数为4,丁胞半径为2 mm;螺纹管结构参数设定肋条数为4,肋高为1 mm,肋宽为5~7 mm,导程为25~40 mm;扭曲椭圆管结构参数设定导程不大于100 mm,短长轴之比取0.4~0.6。对比分析实验结果表明:螺纹管和扭曲椭圆管对冷却壁强化换热效果较好,丁胞管较差,扭曲椭圆管可以在水管压力损失较小下实现较好的强化换热效果。

某单缸发动机冷却系统数值模拟及优化

为研究某单缸发动机冷却系统的冷却性能及工作流量,采用CFD方法对该单缸发动机冷却系统开展流场分析及工作流量提升研究。实验结果表明:该发动机冷却系统原方案的工作流量为34 L/min,不满足当发动机转速8 000 r/min时工作流量43.75 L/min的设计要求。通过优化水套阻力和提升冷却水泵性能,冷却系统的工作流量提升至44 L/min,增幅为29.4%。研究结果可为该单缸发动机冷却系统的冷却性能评估及结构改进提供仿真数据支撑。

烧结矿预冷却技术及装备研究

为了对烧结矿的高品质余热进行充分回收利用,提升环冷机布料的均匀性和热量分布的合理性,进一步提高烧结矿显热回收效率,本文使用可实现烧结矿冷却和高品质余热回收的预冷却装置取代现有烧冷系统中的给料溜槽,并引入可提高换热效率和余热品位的气固逆流换热方式,形成烧结矿预冷却技术。同时,对预冷却装置进行结构设计,基于Fluent和EDEM仿真平台,对比分析两种不同结构方案装置内部的气流分布、料层阻力以及物料流动情况,并对装置的换热效果进行验证,从而获得最佳的预冷却装置结构方案和运行参数。烧结矿预冷却技术及装备在湘潭钢铁集团有限公司360 m^(2)烧结机1.5 a的实际运行经验表明,该技术可改善环冷机布料的平整度,将余热锅炉蒸汽产量由34 t/h提升至40 t/h左右,显著提高了烧结矿显热的回收效率。

严寒干热地区集热冷却联用系统试验研究

该文结合新疆地区昼夜大温差气候特性,在乌鲁木齐市搭建一套小型太阳能集热——天空辐射冷却两用系统,通过对比PE防风膜层数和测试不同流速工况下的系统运行结果来探究两用装置的集热/冷却潜力。试验结果表明:系统在日间集热模式下的最大进出口温升为6.40℃,最大瞬时集热功率为721.88 W/m^(2);夜间冷却模式下最大进出口温降为0.94℃,出口温度相对环境温降可达1.43℃,最大瞬时冷却功率为50.89 W/m^(2),这为其在实际中的工业集热应用和本地区的温湿度独立控制空调系统高温冷冻水制备提供可能。

冷却流量对冷却器换热效果的影响

火电厂广泛采用冷却器对介质进行冷却降温,在使用过程中希望用最少的能量达到最好的效果。计算了冷却流量达到额定值后,继续增加冷却流量,热流体出口温度的变化情况,分析了冷却流量对冷却器换热效果的影响。

管式蒸发冷却下LiCl-CaCl_(2)混合溶液降膜除湿特性分析

针对绝热型溶液除湿器性能低下的问题,设计了一种管式蒸发冷却型溶液除湿器,并采用具有较高经济性的LiCl-CaCl_(2)混合溶液作为除湿剂.基于理论模型,数值模拟了混合溶液中LiCl、CaCl_(2)两组分混合质量比、溶液参数和空气参数对蒸发冷却及绝热工况下除湿器热湿传递特性的影响.结果表明,除湿器在蒸发冷却工况下的单位面积除湿率高于绝热工况,最高可提升41.5%,且溶液中LiCl质量分数越小,其性能优势越显著.蒸发冷却除湿优势受溶液温度影响显著,单位面积除湿率与除湿空气流量呈正相关,与溶液流量呈负相关.不同的LiCl-CaCl_(2)混合质量比下蒸发冷却除湿特性主要受溶液温度影响,且在溶液温度较低时降低LiCl质量分数对除湿性能影响较小.2种运行工况下空气流量对除湿器单位面积除湿率的正向提升率可达136.9%~168.1%,而溶液流量对其影响较弱.

考虑热障涂层及冷却结构影响的某F级燃气轮机火焰筒数值研究

以某F级燃气轮机燃烧室火焰筒为研究对象,考虑热障涂层及冷却结构对火焰筒气动传热影响,基于流热固耦合方法对额定工况下的火焰筒进行了内部流场、温度场和应力场分析,并将数值分析结果与火焰筒实际损伤情况进行对比。结果表明:数值分析结果的火焰筒高应力区域与火焰筒实际损伤区域基本吻合,采用流热固耦合方法可以预测火焰筒实际损伤情况;不同位置的热障涂层陶瓷层隔热效果相近;基体和热障涂层陶瓷层在冷却结构附近的区域均为高应力区域。

某大科学装置项目工艺冷却水系统设计

介绍了某在建大科学装置项目的工艺冷却水系统设计,包括服务对象、系统形式、系统组成、水温控制策略、流量控制策略等方面的内容。简述了热回收型水源热泵在工艺冷却水系统中的应用方案,并对工艺冷却水系统设计后续可开展的工作和研究提出了3个方向。

热管冷却反应堆系统研究进展和挑战

热管是一种高效的非能动热量传递元件,热管冷却反应堆核动力系统在多场景特种应用领域具备独特优势。本文概述了热管冷却反应堆特种核动力系统发展情况。首先介绍了热管冷却反应堆概念提出以及在海陆空天等领域的应用场景分析,同时总结了国内外典型堆型的发展现状。其次探讨了当前热管冷却反应堆面临的关键技术挑战,包括高性能材料研究、高性能热管研制、高效能量转换技术研究、设计分析技术研究。最后对未来发展趋势进行了分析和展望,强调了整体系统一体化研制、发电器件特性研究以及智能自主控制技术在热管冷却反应堆领域的重要性。本文的系统性总结将推动热管冷却反应堆技术的进一步发展,为未来特种核动力系统的应用提供重要支持。

汽车冷却风扇噪声主动控制仿真及声品质评价

以汽车冷却风扇噪声为研究对象,基于采集的噪声生成具有不同音调特性的模拟噪声,利用改进的音调度模型计算音调度,使用等级评分法对生成的模拟噪声进行主观评价实验。根据音调特性十分明显的旋转噪声频率与风扇转速密切相关的特点,提出以风扇转速信号来构造次级声源参考信号进行主动噪声控制。最后建立并联型灰色神经网络模型并检验降噪效果。结果表明,冷却风扇噪声的音调特性是影响感知烦恼的重要因素之一,通过有源噪声控制能有效降低窄带噪声峰值从而降低音调度。引入并联型灰色神经网络进行预测的平均相对误差为2.86%,降噪后烦恼度有较好的改善。

燃氢燃机高温高湿透平耦合传热和冷却特性

分析了燃氢燃机透平在导热/对流/辐射耦合作用下的流动传热和冷却特性,发展了能够计算高H_(2)O与CO_(2)分压比的灰气体加权和(WSGG)模型。结果表明:燃氢燃机工质中水蒸气含量增大导致金属壁面温度升高;加入辐射的影响后,H_(2)O和CO_(2)含量对传热的影响呈相反的结果,这主要是由于CO_(2)的对流传热能力强于H_(2)O,而H_(2)O的辐射能力强于CO_(2);在对流、导热、辐射3种传热方式都存在的燃氢透平冷却耦合系统中,气膜冷却的速度场几乎不受影响,而温度场则深受耦合及辐射的影响,所定义的耦合条件下气膜冷却效率能够表征燃氢条件下气膜的冷却性能,因此在燃氢燃机透平冷却的设计中,燃氢导致的热负荷恶化需纳入设计变量中。