超细化煤粉气流着火特性的试验研究

超细化煤粉再燃是一种新兴的低NOx 燃烧方式 ,与常规粒度的煤粉燃烧方式相比 ,超细化煤粒再燃具有稳燃效果好、燃烧效率高、低NOx 污染、煤粉燃尽率高以及综合经济性高等优点。通过试验对超细化煤粉气流着火特性进行了研究 ,结果表明 ,煤粉经过细化及超细化后 ,其燃烧特性有显著改善 ,着火指数下降 ,NOx 的还原率有所提高。

袋式除尘器喷吹过程气流行为的三维数值模拟

脉冲喷吹清灰是袋式除尘器常用的清灰方式之一,更好地了解喷吹过程中清洁气流的气流量在滤袋间的分布及射流的行为特征对提高袋式除尘器的工作效率至关重要。该研究通过瞬态三维CFD数值模拟的方式分别对使用高压和低压脉冲喷吹系统的袋式除尘器的喷吹过程进行分析。结果表明,清洁气流的气流量在滤袋间的分布并不均匀,进入中部几个滤袋的气流量占比较高,且其中较大部分为二次气流;尽管高压系统中喷嘴出口处射流的质量流量较高,但进入滤袋中的气流量在2个系统中的分布情况相似;受主要气流压力波的影响,喷嘴出口处的射流均存在偏移,偏移程度沿吹扫管逐渐减小,且高压系统中的偏移程度均小于低压系统,这表明喷嘴位置与喷吹压力会对射流产生影响。

激光加工用充氩舱气体流动行为模拟与优化

在密封的充氩舱中进行化学性质活泼的金属的激光加工,可以有效避免焊缝的吸氢、吸氧和吸氮,保证焊缝的质量.但是为了有效排出激光加工过程中的热量和烟尘,需要对舱室的气流行为进行优化.文中分析了不同空气刀数目、空气刀角度及氩气流量对充氩舱内气体流动行为的影响.结果表明,需设计固定和可旋转两把空气刀改善充氩舱气流行为,使一部分射流气附着于工件表面上流动,并防止出气口外部气体回流.当可旋转空气刀角度为30°~45°,进气流量为60~120 L/min时,可获得最优的气体流动形态保证焊接过程中烟尘和热量的有效排出.

空气阀气液两相动态特性研究综述

空气阀用于解决管道输配水工程中存气、补气问题,并预防断流弥合水锤的重要辅助设备。空气阀的进/排气过程是一个复杂的气液两相瞬变过程,其动态特性参数(包括进/排气流量系数、阀室内剩余气体体积、阀门关闭时长、阀门启闭时间等)直接影响系统的水锤防护效果。通过对空气阀动态特性相关的选型和布置、模型试验和数值模拟等方面的研究成果进行回顾综述,指出当前研究对空气阀动态特性参数的响应机理和临界阈值尚不明确,有必要在大比尺系统试验分析的基础上,明确空气阀结构特性及动态参数对两相瞬变过程的响应机理,完善现有的数学模型,进而给出空气阀设计、检测、选型、优化布置等的理论依据。

亚音速气流中复合材料悬臂板的非线性振动响应研究

随着材料科学的发展,越来越多的新型材料应用到了工程实践中.在气流激励的作用下,对于以航空航天工程为背景、采用复合材料的板壳结构的非线性动力学问题仍是动力学领域的研究热点.本文研究了复合材料悬臂板在亚音速气流条件下的非线性振动和响应.根据理想不可压缩流体的流动条件和Kutta–Joukowski升力定理,基于升力面理论,利用涡格法计算了三维有限长平板机翼上的亚音速气动升力.将亚音速气动力施加到复合材料悬臂板上,利用Hamilton原理,考虑Reddy三阶剪切变形理论并引入冯·卡门非线性应变位移关系,建立了有限长平板的非线性动力学微分方程.利用有限元方法考察了不同几何参数下层合板悬臂板的固有特性,通过比较不同材料和几何参数的线性系统的固有频率,得到不同比例的内共振关系.利用Galerkin方法将偏微分方程截断为两自由度非线性常微分方程,在这里考虑了1:2的内部共振关系并利用多尺度法进行了摄动分析.对应多个选取参数,得到了频率响应曲线.结果展示了硬化弹簧型行为和跳跃现象.

含双侧分支受限空间油气爆炸火焰行为与超压特性大涡模拟

为研究含分支结构狭长受限空间油气爆炸特性规律,基于大涡模拟WALE模型和Zimont预混火焰模型,对横截面为100 mm×100 mm的含双侧分支管道受限空间油气泄压爆炸特性进行了数值模拟。通过对火焰形态、火焰传播速度和动态超压3个物理量的对比,验证了所建立模型对于含分支结构受限空间油气爆炸计算的适用性。基于数值模拟结果,对爆炸过程中的流场结构、火焰形态和超压变化规律进行了分析,指出了"浪花状"火焰的形成原因。结果表明:(1)火焰传播进入分支管道前,在主管道和分支管道交界处会产生旋转方向相反的对称涡旋结构,并随着火焰传播不断向分支管道内部发展;(2)当火焰传播进入分支管道后,分支管道内部前期已建立流场决定了火焰的形态,火焰锋面在涡旋结构作用下呈"浪花状",此后火焰和流场相互影响,流场向湍流转捩,火焰锋面褶皱变形;(3)爆炸超压升压过程可划分为4个阶段,受到火焰锋面面积和分支管道泄压共同作用,表明爆炸流场、火焰行为和动态超压呈现出显著耦合性。

多层居住建筑排水系统病害分析

本文在阐述排水管道系统中水、气流动特性的基础上,采用建立能量方程,并结合工程实例定量分析的方法,从设计、施工及管材等方面,对影响排水系统质量的诸因素进行了分析,提出了防治措施。

乘员行为对客舱流场与温度场分布的影响

飞机客舱内气流组织分布的精细化预测是舱内热舒适性与生物安全研究的重要基础,由于涉及大尺度空间内强迫对流与自然对流共同作用下的复杂传热传质问题,目前仍面临巨大挑战。本文结合混合热格子玻尔兹曼方法 (HTLBM)和GPU加速技术,发展了工程适用的舱内混合对流数值模拟方法,并开展了典型算例验证。以某民航飞机客舱为研究对象,对比分析了乘员行为对客舱内流场及温度场分布的影响规律。结果表明,过道位置有乘员站立时显著改变大尺度环流,增大了乘客位置自锁区域的形成,并进风口射流轨迹偏转,导致热量在过道附近聚集。

终端区进场交通流广义跟驰行为与复杂相变分析

空中交通流特性分析是空中交通流理论研究的重要内容,是空中交通管理的重要依据。基于终端区交通流混杂动力特征,采用模糊逻辑方法提出了航空器动态期望间隔控制策略,运用"刺激-反射"跟驰理论和局域先到先服务(FCFS)的原则建立了终端区交通流广义跟驰模型,并基于NetLogo构建了终端区交通流多智能体仿真平台,结合广州白云机场(ZGGG)02R跑道进场实例,演析了终端区进场交通系统涌现行为,揭示了交通流的速度、密度和流量3个基本参数之间的相互关系,发掘了空中交通蕴含的自由态、畅行态、亚稳态、伪拥塞态和同步态等5个演变相态,剖析了不同交通组织、间隔标准和流控策略下交通流的相变规律。研究成果可为丰富完善空中交通流理论奠定部分基础,为科学管控空中交通提供重要基础支撑。

空冷态TC11钛合金的高温流变行为及加工图

对空冷态TC11钛合金在温度750～1100℃、应变速率0．001～10．0s^-1范围内进行等温压缩实验，利用流动应力．应变曲线和加工图研究了该合金在α＋β两相区和∥单相区的高温流变行为、流变失稳现象及变形机制。结果表明，在α＋β两相区，流动应力超过峰值后在低温区随应变的增大持续下降，在中、高温区先下降最后趋于接近稳定的应力值；在β单相区，流动应力随应变的增大略有下降然后逐渐趋于稳定。在加工图上，α＋β两相区叩值较高的范围大致为750～900℃、0．001～0．006S0和900～1000℃、0．001～0．02s^-1，分别是口片层的球化起作用和口片层的球化及α＋β→β相变同时起作用的区域；β单相区η值较高的区域大致为1000～1100℃、0．003～0．3s^-1，是动态再结晶起作用的区域。这些区域均是良好的加工区域。流变失稳区为750～875℃、0．006～10．0s^-1，875～975℃、0．03~10．0s^-1和975~1100℃、1．0～10．0s^-1，失稳现象表现为宏观剪切、绝热剪切带和β晶粒的不均匀变形。

多联式空调制冷工况动态特性仿真研究

基于多联式空调系统状态空间法模型,对一套四个室内机和一台室外机的多联机在制冷模式下的动态特性进行了仿真研究。分析了室内外温度、室内外机风量、压缩机频率和电子膨胀阀开度等参数的变化对系统运行状态参数(如蒸发温度、冷凝温度、压缩机排气温度、过冷度、过热度)的动态变化的影响规律。为制定和优化多联机控制系统的控制策略和控制算法提供了有效的依据。

LNG气化器管内气泡行为及两相流型转换

为了揭示LNG空温式气化器管内流动沸腾特征,对沸腾过程中气泡行为和两相流型的分布和转换进行了研究。研究对象为竖直铝合金翅片管,并将其等效简化为竖直光管,其高度为5 m,管内直径为0.02 m,管外直径为0.026 m。管内LNG的入口流速为0.05~0.2 m/s,入口温度为111~126 K,管外表面传热系数变化范围为100~300 W/(m^2·K),环境温度为300 K,环境压力为101.325 kPa。采用ICEM 19.0软件建立竖直光管的二维模型并划分四边形结构化网格,利用Fluent 19.0软件对管内液化天然气或天然气计算域和管壁固体计算域进行传热模拟,研究不同LNG入口流速、LNG入口温度以及管外表面传热系数等条件对沸腾过程中气泡行为和两相流型分布和转换的影响。采用流体体积法对气液两相界面追踪捕捉,利用用户自定义的方式将表征沸腾过程的S.Hardt模型引入计算流程中。研究结果表明:气泡的聚合及沿热壁面的滑移是在表面张力、浮力以及气液之间剪切应力作用下的重要运动形式。LNG入口温度增加可以减小单液相流在两相流中的比例,同时增大搅拌流和雾状流区域;LNG入口流速增大时,两相流中泡状流和弹状流区域快速减少,搅拌流区域小幅增加;管外表面传热系数增大,可显著提高搅拌流的占比。与增大LNG入口温度、LNG入口流速相比,通过改善管外的表面传热强度更能够提高空温式气化器的换热效率。