一类反转异常工况的选择性控制策略与分析

针对一类出现正反作用反转异常的对象进行控制策略的设计与分析。基于换热器漏流例子,提出了选择性控制策略,出现反转现象后立即切换到另一个控制器。通过仿真可知:该控制策略可以使被控变量和操纵变量均控制在允许范围内,有较好的控制效果。

发动机连杆轴承摩擦润滑过程动态仿真研究

以某重型柴油机的连杆轴承为研究对象,通过仿真计算发现Singhal、Schnerr and Sauer及Zwart-Gerber-Belamri这3种空化模型中,Singhal模型对峰值压力更敏感,用该空化模型探究了进油口位置对空化范围的影响及轴颈和轴瓦之间径向相对运动对油膜空化的影响。结果表明:对于稳态计算模型,沿着轴颈转动方向,最小油膜厚度下游侧出现显著的空化现象,且空化范围受到最小油膜厚度和进油口之间范围的影响;而在动态仿真过程中,当轴间隙减小时,峰值压力逐步增加,在最小轴间隙(1μm)处达到最大(187 MPa);当轴间隙增大时,峰值压力突降,此时在最小油膜厚度下游处将发生显著空化;空化主要发生和消失的过程均发生在轴颈远离轴瓦的过程中,其中当轴间隙约为40μm时空化最为剧烈;随着轴间隙进一步增加,空化程度逐渐减弱,在轴间隙约为110μm时空化消失。

基于超声技术的沉浸式换热器强化传热研究

针对沉浸式换热器管外强化传热的问题,采用振动壁面的方式向换热器内输入超声波,研究了超声外场对沉浸式换热器内的管外流动、空化现象以及传热强化的作用。超声作用在流体中能够产生空化现象和声流的传播。其空化作用使得邻近振动面的流体发生液气相变,在远离振子的区域发生微小气泡的膨胀,换热器管外流体区域的平均气体体积分数由未加载超声时的0.01302最大增至0.01359。声流现象使得换热器管外流体的流速具有和超声波相同的脉动变化特性,呈高低速相间分布流向换热器两侧,最低速度接近0,最高速度4.93 m·s^(-1),平均流速由0.0248 m·s^(-1)增至0.102 m·s^(-1),超声作用效果显著。在空化和声流的双重作用下,换热管外表面湍动能均值由2.090×10^(-4)m2·s-2增大至0.01847 m^(-2)·s^(-2),表明换热管外表面流体受到扰动增强,换热管外表面对流传热系数由1634.533 W·m^(-2)·K^(-1)增大至2031.069 W·m^(-2)·K^(-1),传热强化比率达24.26%。本研究对超声技术在沉浸式换热器内的应用具有重要意义。

喀喇—昆仑山区引水发电洞高地温现象及成因探讨

地热资源作为一种可再生的清洁能源已经得到广泛的应用,然而往往由于地热资源的存在,对地下工程的设计与施工带来一些麻烦;国内外已有很多工程遇到了高地温问题,其中极具代表性的为地处喀喇—昆仑山区的布伦口—公格尔水电站引水发电洞和齐热哈塔尔水电站引水发电洞。本文介绍了两条引水发电洞施工过程中遇到的高地温现象,如洞壁岩体温度最高分别达到97℃和119℃,沿裂隙喷出蒸汽温度最高分别达到140℃和174℃;持续高温洞段长度分别为4km和3.5km,其中齐热哈塔尔水电站引水发电洞洞壁岩体温度超过90℃的洞段长度超过900m。论文从区域构造环境、地热资源赋存特征、不良的地下水循环条件以及导热体的存在等4个方面分析了该区域内地下工程高地温现象的成因;进一步提出了地热资源赋存区域地下工程勘察过程中应注意的问题。本文从国内外地下工程施工过程中遭遇的罕见高地温现象研究出发,认为活跃的区域构造环境与高的区域热流背景值是导致喀喇—昆仑山区地下工程施工过程中遭遇高地温现象的本质原因。

低流量下等高差自然循环系统倒流现象实验研究

自然循环系统由于具有固有安全性而被广泛应用于核电站中。等高差自然循环系统是一种特殊的系统,其加热段与水箱之间是通过上下水平段连接。在低流量条件下,这类自然循环系统会发生水箱冷水倒流至上水平段的现象,目前对该现象的研究并不常见。对等高度差自然循环系统的上水平段倒流特性进行了可视化实验研究。实验结果表明,上水平段倒流长度随流量的增加而减小,随着加热段出口流体与倒流流体温差的增大而增加。研究发现,上水平段倒流现象主要受加热段出口流体惯性力和与倒流流体形成的浮升力共同影响,并且倒流现象的发生可以通过Richardson数来判定。

集中供热系统“大流量、小温差”现象分析

集中供热系统中"大流量、小温差"的现象较为普遍,但这种运行方式存在很多问题。通过分析"大流量、小温差"的运行原理和具体原因,提出了解决"大流量、小温差"运行问题的方法。

单环闭式循环脉动热管的动力学特性研究

为了提高脉动热管的传热效率,实现更加高效的传热效果,研究了单环闭式循环脉动热管的动力学特性。首先本文建立了弹簧-质量-阻尼模型,通过Matlab程序进行理论计算,得到了脉动热管内工质位移随时间变化的理论计算结果;然后建立仿真模拟的数值模型,计算得到了不同加热功率下液柱的位移等参数随时间的变化规律。结果表明:脉动热管内液柱的振荡频率随加热功率的增大而增大;当管内最大压力与最小压力的差值小于某一临界值时,管内工质做振荡运动,反之,工质做循环运动;脉动热管内工质的运动具有同步化现象。

地道风原始温度的公式推导及理论分析

地道风降温工程所用的地道多属于浅埋于地层构建物,本文针对地层原始温度公式进行了简单分析,并对此公式进行了详细的推导。利用此计算公式,能够准确地算出地层内任一点,任意瞬间的原始温度,且温度波随着时间的变化沿地层y方向做振幅波动而逐渐衰减。通过实列计算,可知影响温度波衰减的主要因素是土壤物性参数,尤其是导温系数。若地内有热流现象,可根据傅里叶定律,对地层原始温度公式稍加修正,但这种影响甚微,实际工程中可忽略。

一维理想弹塑性流体的数值模拟及壁热现象的抑制

针对一维理想弹塑性流体的Wilkins模型,提出HLLC型的近似黎曼解法器.该解法器引入塑性波并保证波的个数和真实的物理情况一致,其中波速选取由波系的特征分析来确定.整个算法实施简单,无需迭代,为减少强冲击(稀疏)模拟时的壁热误差,设计相应的壁热粘性,有效地抑制了非物理的壁热现象.