基于计算流体力学-离散单元法的U形管冲蚀磨损数值模拟研究

采用计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)和切向撞击能模型(SIEM)来研究气固两相流中高速煤粉颗粒冲击导致的U形弯管冲蚀磨损问题。分析了颗粒粒径、气体流速、固体颗粒形状对其冲蚀磨损特性的影响,并验证粗粒化模型应用于此磨损过程的准确性。结果表明,U形弯头的冲蚀磨损位置主要有3处;磨损率随粒径的增大呈现整体减小的趋势;U形管拱背磨损率随气速的增加而增大,且前2处磨损率峰值位置随气速的增加向入口方向偏移;长椭球对U形管造成的磨损最严重,扁椭球次之,球形最轻;粗粒化CFD-DEM能够基本准确预测U形管冲蚀磨损,且显著降低计算时间。

借助U形管进行NH3与HCl反应生成白烟实验

借助U形管对教科书上的NH3与HCl反应生成白烟实验进行了改进与优化,可以使实验结论更加丰富,更有助于激发学生的创新精神,培养学生的抽象思维能力,发展学生的证据推理意识。

U形管内气液两相流诱导振动特性的试验研究

试验研究了横向U形管内气液两相流诱导振动的动态响应特性。重点研究了流型形式、气相表观流速U_(g)、液相表观流速U_(l)、体积含气率β等对振动响应强度a_(rms)的影响。结果表明,横向U形管振动主要表现为面内方向且为某一阶固有频率附近的低频振动,同时表现为拍振现象。U形弯头轴向不同测点振动频谱幅值呈现近似抛物线变化,在弯头90°处达到最大。a_(rms)由大到小依次为段塞-波形流、环状-波形流、环状-弥散流、塞状-泡状流和分层-塞状流。当U_(l)固定时,a_(rms)随U_(g)的增加呈现先缓慢增长而后快速增大的趋势,快速增大的分界线约为U_(g)=1 m/s;当U_(g)固定时,a_(rms)随U_(l)的增加逐渐增大。当β较小时,a_(rms)随β的增加呈现非常缓慢的增长趋势;当β增加到某节点时,振动强度快速增大,且快速增大的β节点值随液相表观流速U_(l)的增加而降低。

U形管内含水航空燃油流动及换热特性数值模拟

为探究航空发动机燃油管路内流动及换热特性,建立发动机外部U形燃油管路含水燃油离散相模型(DPM)进行数值模拟。结果表明:体积含水率(≤10%)越高,U形管全管段的压降梯度越大,换热系数越高;流动分离、迪恩涡、离心力作用和油水两相相互作用导致流动阻力增大,是弯管段压降梯度明显大于一般直管的主要原因。不同流量条件下:迪恩涡引起的燃油横向输运和二次流流速分布对弯管段的周向换热不均现象影响较大,弯管内、外侧的换热系数大小关系可以根据弯管段迪恩数判定。环境温度不变,流量越大,U形管全管段压降越高,沿程换热系数越大,且含水率越高,流量对压降梯度的影响越明显;流量不变,环境温度越低,U形管全管段压降越高,沿程换热系数越小。

浅谈钛制U形管换热器设计注意事项

以钛-钢复合板作为U形管换热器壳程和管箱筒体材料,壳体纵、环焊缝内部钛贴条和盖板处凸起,导致分程隔板和U形管束在装配过程中与钛贴条或盖板干涉无法安装。以实际U形管换热器为例,提出在分程隔板上开槽,减小折流板直径并在壳程筒体增设垫环的设计方案,且经实践证明该方案安全可靠。

U形管内汽液两相流流型数值模拟及优化

为研究U形管内汽液两相流流型变化,使用多相流Mixture混合模型对其进行了数值模拟,分析U形管内流型及传热特性的变化。通过分析模拟结果,优化蒸发器结构,提高其换热性能及运行可靠性。

倒U形管内油气水三相流动流型分布的研究

通过可视化观察 ,采用以电导探针与光纤探针相结合的方法 ,对弯头连接起来的倒U形管内油气水三相流动流型分布进行了试验研究。结果表明 ,由于弯头的影响 ,使得倒U形管垂直段内的流型分布表现出不同于长直管内的流型分布 ,表现出更多的流型形式 ,同时由于油水两相流动的影响 ,使得倒U形管内的油气水三相流动的流型分布更为复杂。建立了流型图 ,实现了在同一流型图上表示油气水三相所有流动形式。

多跨U形管的最低固有频率

在利用ANSYS有限元软件对U形管最低固有频率进行数值计算的基础上,对影响频率常数的各项参数进行了全面的分析。分析表明,采用端部固支多跨U形管系统为依据的计算方法更为准确;跨数在一定情况下对最低固有频率影响较大;一定参数条件下U形管系统可近似地视为直管系统进行计算。据此得出的更为准确的频率常数图和近似计算方法,有助于U形管换热器管束振动的动力分析和安全设计。

多跨U形管固有频率的计算

在利用ANSYS有限元软件对U形管固有频率进行数值计算的基础上,对影响频率常数的各项参数进行了全面的分析。分析表明,采用端部固支多跨U形管全系统为依据的计算方法更符合实际应用;跨数与端跨长度在一定条件下对固有频率影响较大;一定参数条件下U形管系统可近似地视为直管系统。据此得出的更为准确的频率常数图和近似计算方法,有助于U形管换热器管束振动的动力分析和安全设计。

利用U形管测量低压环雾状流与液束环状流体积含气率

A measurement model of gas volume fraction(GVF) was deduced based on the energy equation,and the relationship of friction pressure drop between two vertical sections of U tube was considered.The measurement errors were investigated through experiment under low pressure annular-mist and wispy annular two-phase flow.The effects of gas mass friction,gas volume friction and flux density on gas volume fraction were analyzed and gas volume fraction was corrected with flux density.This correction improved the accuracy of gas volume fraction,and the correction method was verified through another independent test.

蒸发器生成物冷凝器U形管束国产化项目研究

详细论述了进口设备蒸发器生成物冷凝器内的U形管束结构特点,以及国产化解决方案。特别对超长管束的运输、弯管工装、U形管定尺、管孔机加工等重要环节给出具体的解决方案,成功将该U形管束国产化。目前,安装了该U形管束的设备已安全运行2年多时间。

基于U形管式换热器的优化设计研究

文章简要介绍了U形管式换热器及其换热管的排列形式和原则;运用MATLAB做出了直径在400mm^2000mm范围内的布管数、管板厚度以及换热面积的变化趋势图,拟合出各自的变化曲线,并得出最优值。文章的设计与研究对于U形管式换热器的工程设计具有一定的参考价值。

U形管固有频率的有限元计算方法

对采用ANSYS有限元软件计算U形管固有频率的方法进行了详细的介绍,并将计算结果同实验数据和工程常用简化方法进行了比较,得出了如下结论:有限元计算方法更为精确;Moretti-Nguyen三跨简支子系统计算方法与TEMA方法同有限元计算方法相差较大,全系统的方法同有限元计算最为接近;当R/l较小时,端跨长度变化对U形管固有频率可能产生很大影响,在一定的参数范围内可近似地按多跨直管对U形管进行近似。

高压U形管换热器的管板计算

讨论了一种U形管换热器管板的计算。由于结构特殊,在GB151—1999《管壳式换热器》中没有这种管板的计算方法。文章在分析此种管板受力的基础上,提出了一种建议计算方法。

基于热应力模拟的U形管换热器结构改进

文章使用Ansys软件对传统U形管换热器的管、板进行热应力的数值模拟,分析热应力的大小是否过大,在此基础上提出一种新型双管板U形管换热器结构,目的在于减小管、板结合处的热应力,同时改善传统U形管换热器的一些其他缺陷;并通过Ansys分别对传统、新型U形管换热器工况的模拟,验证了新型U形管换热器设计的可行性,为新型U形管换热器的设计研发提供了可靠的数值依据。

U形管换热器开裂原因分析

借助光学和扫描电子显微镜，从材料成分、微观组织和性能角度，分析了Ｕ 形管换热器开裂原因。这是一种典型的应力腐蚀开裂，裂纹从管内壁开始向外壁扩展。３２１不锈钢在此工作条件下的耐蚀性好于３０４ 不锈钢。建议采用ＣｒＭｏ 钢，并从工艺上控制Ｃｌ－ 和Ｓ２－ 的数量。

直接膨胀式土壤耦合热泵竖直单U形管换热器优化设计

考虑回油模型、换热模型、压降校核模型及制冷剂的热物性参数,建立了竖直单U形管换热器的计算机优化程序。以某工程为例,预测了优化设计参数,并分析比较了优化前后系统的COP、运行费用及初投资。

U形管内蒸汽冷凝回流的实验研究

在单根U形管内进行蒸汽冷凝回流实验 ,研究冷凝回流的流动及阻液现象。U形管内径为 2 0mm ,总高度为 4 1m和 7 0m两种。主要实验参数范围为 :系统压力 0 1～ 6.0MPa ,蒸汽质量流速 4～ 4 5kg/ (m2 ·s) ,二次侧进口冷却水温度 2 0～ 1 96℃。给出了不同压力下冷凝回流阻液起始点无因次汽相折算速度jg ,并与典型的现有阻液计算关系式和分析模型进行了比较。实验结果与Wallis关系式 ,j 1/ 2g+j 1/ 2f =C(C =0 .8～ 0 .9) ,Faghri关系式 ,Kg1/ 2 +Kf1/ 2 =3.2tanhD 1/ 4。

U形管采样技术研究

深部流体样品是深井工程的重要组成部分,介绍了获取深部流体样品的一种方法——U形管采样技术。通过对U形管采样技术原理进行研究分析,设计研制U形管取样器具并进行野外试验,取样深度达到井深500 m,最大流量达到40 L/h,取得了较好的效果。

一种U形管换热器管板管束焊后管板密封面修复装置

针对现有技术,U形管换热器管板管束焊装后,管板密封面无法再加工处理,造成制造过程及维修中许多问题。设计了一种能在现场对管束焊装后的管板密封面进行精加工处理的专用装置。该装置可以使刀具在做圆周运动的同时,实现两轴联动的进给控制,对密封面进行加工。