基于Flowmaster的发动机滑油供油系统流量压力换热特性建模与仿真

为了分析滑油从滑油泵组流经燃滑油散热器、喷嘴至轴承腔内的流动换热特性,基于Flowmaster流体系统仿真平台,以发动机滑油供油系统为研究对象,通过各支点喷嘴模型建立及仿真计算,验证喷嘴设计符合性。根据燃滑油散热器结构特点,计算流阻和换热特性,建立仿真计算模型,验证散热器流阻特性及换热性能;建立滑油供油系统模型,仿真计算轴承腔、附件机匣、转接齿轮箱等处供油流量、供油压力及供油温度,分析评估系统流量压力换热特性,支撑滑油系统正向设计。

华南陆缘火成岩区差异性地壳热结构及地热意义

高产热花岗岩是重要的壳内热源之一,我国华南陆缘花岗岩体分布广泛,为该区浅表热量的生成及聚集提供了可能。本文在简述区内花岗岩资源分布的基础上,系统分析了区内主要花岗岩体的放射性生热特征,并结合区内近些年施工的地热勘探深钻,对重点地热勘查区的深部地温场分布、地热通量、地壳热结构等进行了对比分析,提出了华南陆缘浅表地热资源的聚热模式。分析认为,华南陆缘地区具有“幔源供热-壳内生热-断裂传热-盖层保热”的四元聚热模式,其中,花岗岩体的放射性生热率是影响区内浅部地温场的主要因素之一,粤北—赣南岩体的生热率明显高于漳州地区的花岗岩体,其近似“热壳冷幔”型或“温壳温幔”型岩石圈热结构与漳州“热幔冷壳”型岩石圈热结构有一定的差异;断裂构造及盖层条件对于地下热量聚集及散失具有明显的控制作用。研究成果对于深入理解华南陆缘地热资源的成因、控热因素,以及今后该地区地热资源勘探开发实践具有一定的理论与指导意义。

基于居里面深度对中国东北部大地热流的研究

大地热流值是表征地球热状态的重要参数,也是进行深部地温预测和评价一个地区地热资源的最基本数据。受钻孔测温的影响,盆地外的无钻孔测温地区缺少实测的大地热流值。目前的热流分布图都是依据相邻盆地的实测值进行插值绘制的,无钻孔区热流值可信度较低。由于岩石居里点与温度密切相关,可以通过居里面深度来研究地表热流值。本文依据东北地区现有的居里面深度分布图,结合实测的岩石热导率、岩石生热率数据和相应的地壳分层状况,计算了东北地区的大地热流值,重新绘制了中国东北地区精细的大地热流分布图。东北地区整体大地热流处于42.5~95 mW/m~2之间,热流高值位于五大连池及敦化-密山断裂带海龙—牡丹江一带,松辽盆地内部、小兴安岭和长春-延吉缝合带也有局部的高热流值。热流高值与居里面隆起区域有较高的一致性,即居里面隆起处热流较高,而坳陷区热流较低。本次研究填补了中国东部地区热流实测值空白,为该区深部地温预测和地热资源评价提供了更加准确的参数。

地热储层岩体粗糙裂隙的热流耦合效应研究

为了解决地热开采涉及复杂的多物理场耦合问题,提高开采效率,本文针对开采过程中的渗流-传热问题以离散元软件3DEC构建岩体粗糙裂隙热-流耦合数值模型。考虑不同三维形貌特征的岩体裂隙,模拟水力开度为19.17μm在不同流速时的水-岩温度变化规律。结果表明:由于裂隙形貌的阻滞作用,粗糙面出水口温度下降较慢,出水口温度有所上升,模型达到稳态所需的时间随流速和对流换热系数的增大而减小。裂隙形貌对流体和岩体温度分布均有影响,粗糙裂隙面的冷锋形态和裂隙面的形貌密切相关。光滑裂隙热突破快于粗糙裂隙,增加裂隙面的粗糙度有助于延长热突破时间。粗糙裂隙面相对于光滑裂隙面的总热量提取率略有提升,流速和对流换热系数的增加显著提高总热量提取率。通过本文研究可以为地热能系统的设计提供重要参数和指导,能够提高地热能开发利用效率。

基于归一化原理的流量计群在线核查方法

目前供热系统中的流量计带病工作较多、流量测量数据可信度低、判断流量计工作情况难。本文研究了利用归一化方法解决流量计群的测量数据不闭合问题,给出了流量及热量的修正方法;分析了总流量变化时各热力站的流量比变化率,以及正常运行的流量计的流量比变化率的区间,证明了利用流量比变化率可实现流量计的云在线核查,为保障智慧供热系统中的数据正确及完整提供了简单、实用的方法。

江西芦溪县南部大地热流特征

江西省芦溪县南部地区地热资源丰富,但地热地质研究程度较低,大地热流测量工作进行的较少,制约着区域地热资源勘查开发。本文以芦溪县南部的新泉和石溪为研究区,结合钻孔岩心热物性测试和地温测井等分析了研究区岩石热导率、地温场、热源机制的特征。研究区岩石热导率平均值为2.063~6.176W/(m·K),热导率最高的为硅质石英岩,可作为良好的导热岩体。大地热流平均值为76.39 mW/m^(2),远高于中国内地地区的平均值62.5 mW/m^(2),该地区具有较高的热背景值。花岗岩放射性生热率平均值为2.16μW/m^(3),不属于高产热型岩体,放射性生热对地表热流贡献较小,热源来源为地壳深部供热。研究区构造活动强烈,深大断裂和次级断裂发育,为地下热水的深部循环提供了良好的导热和导水通道。本研究可为武功山地区的地热资源开发提供重要启示。

尾矿库的渗流流速检测技术研究

渗流是指流体在孔隙介质中的流动。当降雨量过大或尾矿库附近有大型水源就会易形成渗流,使尾矿库存在溃坝的危险。为了能够检测尾矿库渗流的真实流速,在进行渗流检测时不改变渗流的流动状态,设计了一种基于热式温差原理的渗流检测仪,当流体流经加热模块表面时会带走一部分热量,并将该部分热量继续通过热传递的形式传递到下游的温度传感器外壁,封装在内部的温度传感器对温度进行采集,上下游两端的温度传感器采集到的温差信号经过采集电路转换为电信号,并发送给MCU进行数据处理,通过相应数值换算,可在阿里云端及上位机端观测到当前渗流流速。该检测仪装置体积小,安装方便,无需接过多的外部设备,可掩埋在尾矿库中进行长期实时监测,且不会对周围环境造成污染。

浅层地热开采中砂岩单裂隙渗流传热试验研究

浅层地热能的开发利用关系着“双碳”目标的顺利达成,其中目标储层岩石裂隙渗流传热特性的研究对地下水源热泵系统的成效至关重要。但以往的裂隙渗流传热研究多是考虑粗糙面、流速、围压、温度等单一因素对其传热效率的评价,并未系统探究多级流速下浅层地热储层(围压和岩石温度)变化对渗流传热演化规律的认识及其贡献程度的对比。因此,文章基于课题组自主研发的裂隙岩石渗流传热试验系统,开展了多级流速下的砂岩单裂隙渗流传热试验,分析了单裂隙渗流传热在多级流速下的全过程演化特性,探讨了浅层地热中的敏感性参数(围压和岩石温度)对渗流传热的影响规律及其贡献程度。试验结果发现:(1)出口水温和对流换热系数随水流流速的增大,其变化趋势有明显的阶段性转折;(2)围压的增大导致裂隙开度减小,流动边界层变薄,而温度梯度的增大将引起热流密度的上升,都将导致出口水温和对流换热系数呈现上升趋势;(3)岩石温度的贡献程度明显高于围压,特别是从60℃增大至70℃时,对流换热系数有了大幅度增长。

翅片管换热器内烟气对流换热模拟研究

以螺旋翅片管式换热器为研究对象,选取烟气进出口压降表征换热器流动阻力的大小、努塞尔数(Nu)表征换热器对流换热的强弱,利用Fluent软件模拟分析不同烟气流速下翅片结构参数对换热器流动阻力和换热效果的影响,并引入性能因子综合评价翅片结构参数对换热器换热性能的影响。结果表明:烟气流速一定时,翅片高度增加、厚度加厚和间距缩短均会使换热器进出口压降和Nu增加,在增大换热器流动阻力的同时,换热效果得到增强;翅片结构参数和性能因子的变化规律与Nu相反,选取高度较低、厚度较薄、间距较稀疏的翅片参数时换热器的综合性能更好;此外,与结构参数不同,烟气流速加快时Nu和性能因子均增大,能提升翅片管换热器的综合换热性能。

输油管道减阻剂节能效果评价与优化研究

为降低输油管道的能耗水平,降低输送阻力并提高输送效率,现场常采用添加减阻剂的方式作为流动保障方案。在梳理减阻剂减阻效果影响因素的基础上,通过熵权法确定了影响因素重要程度,结合模糊物元模型确定了管道的综合减阻效果,并从原油物性和减阻剂浓度两方面对减阻效果进行优化调整。结果表明:模糊物元模型得到的不同管道综合减阻效果的关联度系数与减阻率和增输率的相关性均较强,可以用关联度系数表示综合减阻效果;采用微波加热对原油进行热处理的效果优于水浴加热方式,微波热处理温度、管输流速和减阻剂浓度均存在最优值;优化后可节约热力费用为0.792~13.508元/t,节约动力费用为0.175~0.896元/t,节能减排效果显著。

多品种种子干燥技术分析与应用

当前多品种种子干燥技术可满足不同品种及小批量种子的繁育需求,该研究旨在探讨分析多品种种子模块化干燥单元的能耗及其内部干燥介质的物理参数。基于多品种种子模块化干燥单元内部种子质量、干燥风温及干燥速度等因素,分析计算其热源及风机的相关参数。结果表明,多品种种子模块化干燥单元的电磁热风炉功率5 kW,风机流量412~859 m^(3)/h,全压507~310 Pa。研究结果以期为多品种种子干燥技术的后续发展提供技术参考及理论借鉴。

超临界工况下水在换热表面传热特性研究进展

对于超临界水传热特性的研究,自21世纪初以来呈快速增长的态势发展.该文总结了近年来国内外学者对于超临界水换热性能的研究,系统分析了浮升力、壁面热流密度、质量流速、压力等因素对其流动换热特性的影响.众多结果表明:浮升效应引起的剪切应力和径向流速的变化会导致传热恶化;通过减小热流密度,提高质量流速能有效改善传热.目前研究中给出了超临界水一般传热关系式,但其适用精度还需进一步提升.

循环冷却水换热器腐蚀成因分析及改进措施

在石油化工生产中,换热器是系统中重要的组成部分。由于循环冷却水系统长期连续运行,操作管理不当会导致换热器、管道等发生腐蚀,严重的会影响正常工业生产,造成经济损失。以工程实例为基础,结合现场运行操作情况对换热器的腐蚀成因进行分析,并提出相关改进措施和建议。重新启用循环冷却水系统后,换热器无明显腐蚀结垢现象,运行效果良好,为同类项目的运行提供了经验借鉴。

3PE防腐PE专用料配方优化设计

以聚乙烯(PE)电缆回收料为主要原料,制备了再生三层结构PE(3PE)防腐PE专用料,并通过万能材料试验机、熔体流动速率仪、密度天平和热变形维卡测试仪研究了其性能。结果表明:加入聚烯烃弹性体(POE)或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)均可以提升3PE防腐PE专用料的拉伸强度和断裂伸长率。当PE电缆回收料、高密度聚乙烯(HDPE)、二甲基硅油、炭黑、irganox 1010、irganox 168、POE的用量分别为70.00质量份、30.00质量份、0.50质量份、6.00质量份、0.30质量份、0.20质量份、2.00质量份时,3PE防腐PE专用料的各项性能满足GB/T 23257—2017《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》的性能要求,测试值表现出良好的稳定性,且PE电缆回收料用量较大,具有深入研究的价值。

基于集肤电伴热的集输管道节能评价研究

为实现集输管道热力消耗方面的节能挖潜,在热油管道温降理论计算基础上,根据集中加热和集肤电伴热两种原油加热输送方式的不同,探讨了不同因素对节能比的影响,研究了停输工况下集肤电伴热的加热效果趋势,掌握运行能耗、维温效果等多项技术参数。结果表明,理论上集肤电伴热恒优于集中加热方式;节能比与总传热系数、管径、管道长度呈线性负相关,与质量流量、原油比热容呈指数正相关,在一定条件下集肤电伴热的节能效果显著;现场管道中的电伴热停止工作后,38 h后温度才突破设定的下限温度,每年可节约热能15543.55 kW,相当于关停13台1160 kW的管式加热炉,可年减少碳排量10.215 t CO_(2)。

高速飞行器边界层质量引射降热减阻技术流量分区优化研究

边界层质量引射被认为是解决临近空间高超声速飞行器关键部位热防护问题和减小其飞行阻力的有效途径之一.然而,已有研究主要关注边界层质量引射对热流或阻力的单独影响,少有研究对边界层质量引射能够带来的降热减阻效果进行综合评估.针对高空高超声速层流条件下钝楔与钝锥外形的边界层质量引射降热减阻问题开展数值模拟研究,并采用多目标优化方法开展了边界层质量引射的分区流量优化设计,在满足减阻性能的同时,提高了整体的热防护效果,实现了给定冷却剂流量条件下的降热减阻综合性能优化.研究结果表明,层流条件下,边界层质量引射通过改变速度边界层和温度边界层能够显著降低壁面摩阻和热流.在单位面积引射质量流量为28.028 g/(m^(2)·s)时,对于钝楔外形,采用均匀引射方案能够减阻3.60%,同时峰值热流下降12.06%,而采用分区优化方案能够将减阻效果提高到4.30%,同时峰值热流下降91.01%;对于钝锥外形,采用均匀引射方案会造成阻力增大2.60%,同时峰值热流仅下降8.57%,而采用分区优化方案能够在减阻19.75%的情况下同时将峰值热流降低99.95%.

中深层U形地埋管地源热泵系统运行优化研究

建立中深层U形地埋管换热器的解析解模型,提出综合考虑建筑动态热负荷和地埋管换热器动态换热过程的中深层U形地埋管地源热泵系统运行优化模型,并利用该模型分析运行参数对地源热泵系统性能的影响。结果表明:在保证系统供热量相同的前提下,与定流量(110m^(3)/h)运行方式相比,采用变流量的运行方式可使热泵机组和循环水泵在2112h内的总耗电量由288423kW·h下降到224592kW·h,减少22.1%;随着回填材料导热系数增大,供热不足的情况出现的频率有所减小,供热保障率增大;垂直管段长度从2300m增大到2500 m,系统平均供热保障率从95.7%增大为98.8%,热泵机组平均COP从4.929增大为5.135;建筑热负荷的增大会使热泵机组COP近似线性减小,总耗电量增加。

步进式加热炉计算机控制系统设计

随着工业技术的快速发展,金属材料的热处理在制造业中扮演着重要的角色。热处理过程对于调控材料的组织结构和性能具有决定性影响,从而直接影响产品的质量和性能。步进式加热炉是一种靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退等动作将料坯进行移送前进的连续加热炉,依靠步进机构,按照一定的轨迹运动,使炉内的钢料一步一步前进。步进式加热炉具有不拱钢、不粘钢、脱碳少、加热时间短等优点,自动化程度高。随着科技的不断进步和工业自动化的不断发展,计算机控制系统在步进式加热炉中的应用已经成为现实。围绕步进式加热炉计算机控制系统设计,从设备结构与工作原理、运行挑战、参数自整定技术、远程监控与云平台搭建等多方面进行深入探讨。为工业生产提供更精确、稳定和高效的温度控制解决方案。

关于延长制盐蒸发装置生产周期的研究分析

在制盐蒸发装置生产管理过程中对延长装置生产周期的主要影响因素进行了研究分析,本文针对加热室管内流速、卤水杂质、管内料液固液比、末效真空度等进行优化、探索、追求,从而达到延长制盐蒸发装置生产周期的目标,提高了设备生产能力和产量。

凝汽器清洁系数对机组出力的影响规律研究

介绍了凝汽器总体传热系数和实际清洁系数的计算方法。以某核电机组为例,计算并研究了在不同冷却水温度、冷却水流量、凝汽器热负荷条件下凝汽器清洁系数对机组出力的影响。结果表明:在南方地区或带基本负荷的核电机组上,应尽量提高凝汽器清洁系数;在评估大修后的凝汽器性能时,应注意冷却水温度的变化及方向。