Numerical calculation of flow and heat transfer process in the new-type external combustion swirl-flowing hot stove

It is clarified that the important method to improve the blast temperature ofthe small and the middle blast furnaces whose production is about two-thirds of total sum of Chinafrom 1000℃ to 1250-1300℃ is to preheat both their combustion-supporting air and coal gas. The airtemperature of blast furnaces can be reached to 1250-1300℃ by burning single blast furnace coal gasif high speed burner is applied to blast furnaces and new-type external combustion swirl-flowinghot stove is used to preheat their combustion-supporting air. The computational results of the flowand heat transfer processions in the hot stove prove that the surface of the bed of the thermalstorage balls there have not eccentric flow and the flow field and temperature field distribution iseven. The computational results of the blast temperature distribution are similar to thosedetermination experiment data. The numerical results also provide references for developing anddesigning the new-type external combustion swirl-flowing hot stoves.

热风黏合烘箱有限元仿真分析与结构优化

为研究和提升热风黏合烘箱内部流场和温度场的均匀性,采用有限元分析方法对烘箱内部流场进行了仿真分析与优化。使用SolidWorks建立了烘箱流体域三维模型,根据烘箱工作时条件设定仿真计算的边界条件,通过实验测量得到纤维网的流阻数值,设定流阻相同的多孔介质模型代替纤维网实际结构,利用Fluent软件对烘箱内部流体域模型进行仿真计算,通过实验验证了仿真建模及计算的正确性。仿真结果表明:现有结构的烘箱上风道内流场不匀,纤维网表面温度场均匀性较差,针对仿真结果反映出的问题对烘箱结构进行了优化;优化后的烘箱仿真结果显示烘箱内部流场均匀性提升,纤维网上表面温度的总体均匀度由86.43%提升到93.06%。对烘箱进行结构优化后不仅提升了烘箱内部整体流场和温度场的均匀性,同时有利于降低烘箱的能耗。

亚声速可压缩流场叶片边界层热线测速方法研究

为了能够开发一种简单有效的亚声速可压缩流场叶片边界层速度测量方法,从而为叶型设计和相关数值研究工作提供支撑,本文围绕热线风速测量技术,针对可压缩流场密度变化对热线标定结果的影响,以及实际测量中速度、密度耦合而无法直接获取的问题,通过理论分析,提出了适用于边界层测量的恒定压力热线标定方法和引入叶表稳态静压进行速度解耦的方法,并对所提出方法的主要误差进行了分析评估。在此基础上进行了热线标定和边界层速度测量试验验证,明确了恒定压力热线标定数学模型系数随压力的线性变化规律,同时针对温度非线性影响提出了一种基于过热比调整的修正方法,该方法能够将约13℃的温度偏差对热线电压的影响降低到1%以内,进一步简化了恒定压力热线标定流程,结合基于叶表稳态静压的速度解耦方法,为亚声速可压缩流场叶片边界层瞬态速度测量提供了一种简单可行的高频响测速方法。

便携式锂钾分析仪现场测定热泉水中的锂

锂是绿色能源和轻质合金的理想原料,作为一种重要的战略性资源而备受各国重视。热泉水中富含锂,储量可观,然而热泉水主要分布在西藏、云南等偏远地区,样品运输与实验室测试成本高、效率低,锂资源勘查急需现场分析技术的支持。热泉水一般含有较高浓度的钠、钾等元素,基体效应显著。本文利用自主研发的便携式锂钾分析仪,搭配负性滤光片,选择锂的分析谱线波长670.78nm,通过优化测量条件,建立了标准曲线法与标准加入法现场测定热泉水中锂元素的分析方法。实验结果表明,当电解质是体积分数为1.5%的盐酸,工作电流为70mA,进样流速为3.0mL/min时,锂检出限为4.07μg/L,相对标准偏差(RSD)为1.03%。对热泉水样品进行加标测试,加标回收率为81.6%~115.9%。当热泉水样品基体组成较简单时,直接采用标准曲线法即可获得较准确的分析结果;当样品基体组成较复杂或者基体浓度高时,采用标准加入法可有效地减小基体效应,获得的分析结果相对更准确。本方法适用于不同类型基体的热泉水中锂含量的分析测试。

热端管长度对制冷效应影响的数值模拟研究

为了验证涡流管设计存在一个最佳热端管长,建立物理模型,采用理想气体空气为计算工质,采用RNG的k-ε湍流模型,进口温度为300 K,进口压力为0.3 MPa时,热端管长在60~200 mm范围内变化时,涡流管热端管管长对涡流管能量分离效应影响进行数值模拟,分析了管内冷芯处及近管壁处的温度场分布、速度场分布及压力场分布管长的改变对其的影响。结果表明随着热端管长的增加,制冷温度效应呈现先增大后减小的趋势,当管长为120 mm时,制冷效果最佳。

基于三维有限元的热基镀锌气刀流场仿真

汽车、家电、建筑等领域的高速发展对无花镀锌板的锌层厚度及表面质量提出了更高的要求。气刀是控制镀锌板锌层厚度及表面质量的重要手段之一,而目前基本依靠现场工作经验对气刀进行实时调控,效率较低。本文基于有限元仿真方法,针对某钢厂热基镀锌线气刀,进行了气刀吹锌过程流场仿真分析。对气刀喷吹压力、气刀距离(距带钢)、带钢速度三种关键工艺参数进行了多工况仿真分析,得到了单一变量下的带钢表面剪切应力、带钢表面压力横向分布变化规律,研究分析了三种关键工艺参数对气刀刮锌能力的影响。研究表明:带钢表面压力及剪切应力与气刀压力呈正相关线性关系,气刀刮锌能力也随着气刀喷吹压力的增大呈线性增加;带钢表面压力及剪切应力与气刀距带钢距离呈负相关关系,当气刀距离在8~13 mm时,气刀距带钢距离对气刀刮锌能力影响较小,当距离大于13 mm时,气刀刮锌能力开始迅速减小,带钢速度对气刀刮锌能力无明显影响。

折流环形燃烧室流动过程数值模拟与分析

为深入研究折流式环形燃烧室燃烧过程,在任意曲线坐标系下发展了一套可对湍流燃烧进行数值分析的数值模拟软件。通过求解偏微分方程生成数值研究所需结构化网格,使用混合差分格式对气相控制方程进行离散并基于SIMPLE算法进行求解,分别采用RNG k-ε与Wilcox k-ω模型分析不同湍流模型对计算结果的影响,近壁区域流动采用三层壁面函数法加以处理。数值模拟结果表明,引入燃烧室的新鲜空气在扩压器出口流动方向发生折返,在扩压器下侧形成了较大的回流区域,导致较大的总压损失。不同紊流模型预测结果与试验数据符合较好,其中Wilcox k-ω最为准确,更适用于折流燃烧室燃烧过程的数值分析。

多通道涡轮级的流场/温度场非定常数值模拟

通过求解二维 N-S方程对多通道涡轮级进口有温度畸变时的流场和温度场进行了非定常数值模拟。相对于简化成单通道涡轮级的数值模拟得到更精确的结果 ,尤其是对温度场的模拟。改变热斑数与导叶通道数比会对动叶时均温度分布产生较大影响 ,动叶压力面温度分布所受的影响更大。

基于STAR-CCM+的拖拉机发动机舱三维仿真分析

拖拉机作业环境恶劣承受负荷大产热量高等问题,所以对拖拉机的外形,机舱内零部件布置,以及系统内单体性能都有着特殊而又严格要求,从而优化和解决拖拉机工作时所出现的上述问题,与此同时改善整机的动力性、经济性、和排放性等其他重要参数指标。利用STAR-CCM+软件建立某款拖拉机整车三维数值模型,通过计算获得舱内压力、速度、温度分布云图,进而分析得出拖拉机在工作时动力机舱内冷热流场分布情况。仿真结果表明:发动机舱内零部件布局合理,舱内气流平顺,无明显热流囤积,冷却系统各单体流场分布合理,为整车热管理系统的开发提供了相应的参考依据,也为拖拉机发动机舱前期开发提供了新的技术思路。

2种角度横向紊动射流的实验分析

对射入均匀横流中的单股紊动射流流场进行了实验研究.利用IFA300型热膜风速仪系统测量了对称面内的流动,射流入射方向与横向主气流之间的角度为90°和60°,得到了射流与主气流速度比R为2和4的速度场和湍动能分布,并给出了不同工况下的射流轴线轨迹.结果表明:射流入射角与速度比对流场影响很大;射流对横向主气流的影响主要集中在射流发生弯曲直至与主气流平行的区域内,当射流垂直入射时,射流背风侧存在流动分离现象,当射流倾斜入射时,分离现象基本消失;当R值增大时,射流轨迹起始段的长度增加,对主流场影响的范围增大,射流入射方向与主气流之间的角度值减小,射流轨迹的垂直高度降低,射流对主流场影响的区域减小.

滇西地热场特征

本文通过大量温泉资料的统计分析，探讨了滇西地区的水热活动特征。结合大地热流和地壳、上地幔热结构的研究，揭示了该区地热场基本状况，同时阐述了某些构造单元地热场差异的受控因素。

新型外燃旋流热风炉内流动与传热过程数值计算

阐明中小型高炉的风温由1000℃左右提高到1250-1300℃的主要措施是将煤气与空气双预热;提出应用高速烧嘴和新型外燃旋流热风炉来预热助燃空气,烧单一煤气可以实现高炉1250～1300℃高风温.对炉内流动与传热过程进行的数值计算结果表明,在蓄热球床表面没有偏流,气流及温度分布均匀.在中试炉上测量的烟气温度分布与计算结果基本吻合.

矩形蜗壳内三维紊流场的热线测量

在３个不同流量工况，对矩形蜗壳内三维紊流流场进行了测量。结果表明，在矩形蜗壳进口突变截面两侧壁的角区存在有回流区。在回流区中紊动能和雷诺应力明显大于中间截面主流区中的值。随着试验流量的增加，回流区减小，紊动能和雷诺应力很快下降。在同一流量工况，随着半径增加，紊动能和雷诺应力减小。在蜗壳圆周方面的不同横截面上存在有大旋涡，气体在蜗壳中按螺旋管线运动。

调压阀内流场数值模拟及动态特性分析

以研究调压阀内流场和动态特性为目的,建立了固体燃气发生器调压阀内流场三维模型,用动态网格技术对流场进行模拟并采用子程序计算阀芯的运动,以相关的冷气试验进行验证.分析了燃气阀内部收敛-扩张外型下的瞬态流动特性和波系变化情况,并分析了不同条件下阀芯运动的动态特性.阀芯的周期性振动导致流场以相同频率变化,较高入口压力和较小弹性系数使阀门能够较快稳定,但导致流量、阀芯位移等物理量峰值增大.

旋风分离器内流场的测试技术

介绍了热线风速仪和五孔球探针测定旋风分离器三维流场的原理和方法。研究表明,用五孔球探针可以测定旋风分离器的切向与轴向平均速度,但径向平均速度的测量精度不高。用单斜丝探针旋转法可以精确地测定旋风分离器内三维平均速度分布,而用普通平探针能较准确地测定出切向与轴向平均速度,并可定性地测出流度及脉动速度沿径向的分布。文中还介绍了热线探针的校正方法。

KFR70-LW/Bd空调器室外机组流场试验分析

首次介绍了采用热线风速仪测量分体式房间空调器室外机组内外流场的方法和流场测试结果。以 KFR70 - LW/Bd某型空调器室外机组为测试对象进行了流场分布测试。根据测试数据 ,详细分析了风扇进、出口的气流速度的分布 ,为空调器室外机组换热器的性能研究、提高制冷效率、降低气动噪声提供了有效的技术支持。

高炉炉缸内不同死料柱状况对铁水流场的影响

铁水环流是造成炉缸侵蚀的主要原因,而导致铁水环流的主要因素是炉缸内死料柱的存在。研究高炉炉缸内死料柱位置、大小和孔隙度对铁水流场和炉底耐材切应力的影响。结果表明:当死料柱浮起减小时,自由铁水区的铁水流速加快,铁水对炉壁和炉底的冲刷和剪切力增大;当中心死料柱相对尺寸越大,对炉底和炉壁侵蚀越严重;当死料柱孔隙度减小时,铁水对炉底和炉壁的侵蚀增大。

水平轴风力机尾迹的测量与分析

在水平轴风力机模型不同尖速比条件下,利用旋转单斜丝热线在风轮下游进行尾迹流场速度测量。采用周期性采样和锁相平均热线测量技术,获得了风轮下游尾迹三维流场的定量信息。实验结果表明:风轮下游尾迹区内气流存在明显的三维性。尾迹在向风轮下游的发展传播过程中,尾迹中心形成的运动轨迹是与风轮叶片旋转方向相反的螺旋线。尾迹区内在气流向下游流动的过程中尾迹速度亏损逐渐衰减,尾迹区的宽度不断扩大,并逐渐与主流掺混融合。在叶片的尾迹区内,流动的紊流强度大大高于周围的非尾迹区,其中径向、切向紊流强度分量较大,而轴向分量紊流强度最小,尾迹区内的紊流具有高度不均匀性。最后,利用CFD软件Fluent6.0对实验风力机的三维流场进行了数值模拟,实验与数值模拟得到了较为一致的结果。

320t鱼雷罐内铁水流场的物理模拟

介绍了铁水脱硫预处理的各种方式和脱硫铁水回硫存在问题。由于鱼雷罐细长形结构,其熔池浅,两端存在死区,所以也存在脱硫铁水回硫情况。为了降低其铁水回硫量,对鱼雷罐内铁水流场进行了物理模拟研究。根据实验结果,设计出新型喷枪,并进行了现场试验。结果表明,喷枪上增加压制孔,对于促进鱼雷罐内铁水的循环流动是行之有效的方案。用新型喷枪进行现场铁水预脱硫,平均回硫量为1.75×10-5,较改进前下降50%;回硫量≥5×10-5的包次也得到了大幅下降。

热端管长度对涡流管流场影响的数值模拟研究

以理想CO_2气体为工质,采用Standard k-ε湍流模型,对涡流管能量分离效应进行数值模拟,分析了管内流体流场的分布以及内旋流与外旋流分离界面的分布。在此基础上,探究了进口温度为298.15 K、进口压力为6.5 MPa、冷流率为0.1时,热端管长度对涡流管内流场分布以及能量分离性能的影响。模拟结果表明:热端管长度在100～200 mm范围内变化时,随着热端管长度的增大,轴向上:轴向速度逐渐增大,切向速度逐渐减小、径向上:轴向速度会出现运动方向相反的情况,切向速度先增大后减小,制冷温度效应呈现先增大后减小的趋势。