高湿环境下盐雾气溶胶混匀装置研究

为了提高航空发动机腐蚀敏感性试验考核的一致性,并考虑试验要求盐雾气溶胶粒子的粒径、所处的环境参数以及评价标准的特殊性,进行了高湿环境下的盐雾气溶胶混匀研究。通过对混匀装置的气动设计和结构设计,提出采用多孔注入技术结合扰流元件的混匀装置,其中多孔注入器的结构有效地结合了多点注入和圆柱扰流的作用,实现了初始截面气溶胶浓度的快速均混。采用海洋大气中典型微粒盐雾气溶胶作为粒子源对多孔注入器单体和组合式混匀装置进行混匀性能测试。试验结果表明在典型海洋高湿盐雾环境下,多孔注入器5倍风道等效直径的距离内可以快速实现盐雾含量混匀,截面均匀性满足≤10%;而组合式的混匀装置可以进一步提升了截面属性的均匀性,其中盐雾含量的均匀性4.6%,风速均匀性6.6%,截面温度1.7%。

带扰流板下偏的多段翼型地面效应数值模拟

采用有限体积法和k-ωSST湍流模型求解雷诺平均N-S方程,使用运动壁面边界条件模拟地面的相对运动,研究了地面效应对带扰流板下偏的多段翼型气动特性的影响,并分析了地效影响下升力系数减小的原因。结果表明:随着离地高度的减小,多段翼型的升力和阻力减小,升阻比有所增大;升力系数的减小幅值随着离地高度的减小和迎角的增大逐渐增大,最大可以减小22%左右;地效影响下,主翼上表面吸力减小导致的升力系数减小幅值是下表面压力增大导致的升力系数增大幅值的3倍以上。升力系数减小原因分析表明:(1)地面效应对干净翼型升力系数的影响与迎角范围有关,在中小迎角下升力系数增大,在大迎角下升力系数减小,而多段翼型往往工作在大迎角下的起降阶段,故其升力系数在地效作用下减小;(2)扰流板下偏前后的升力系数增量随着离地高度的减小而减小,最大减小量可以达到50%左右,说明地面效应使得多段翼型前后部件之间的增升作用减弱,从而导致多段翼型的升力系数进一步减小。

一种扰流元件对换热器传热性能影响探究

扰流元件可插在换热管内,适用于各种工况,如空分装置、石油行业炼化、制冷工程等领域。采用FLUENT软件的标准湍流模型对换热器进行三维数值模拟仿真,对比研究了换热管内插扰流元件后,随着中心直径改变,流场内温度场、速度矢量场以及压力场的变化。随着扰流元件中心直径的增大,冷流压降变化不大,热流压降随中心直径增大而减小。直径为3 mm时压降最高,为35752.2 Pa;直径为6 mm时压降最低,为18443.4 Pa,相比于无管内扰流元件时,中心直径为4 mm时换热量最高,为413.97 kW,换热量增加了144%。

二次流对SOFC燃料电池电化学反应的影响机理研究

功率密度低是制约固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)广泛应用的瓶颈问题之一,SOFC流道内的二次流特性对其功率密度有重要影响。本文建立了考虑二次流效应的SOFC多场耦合模型,模拟了二次流对SOFC多孔电极内燃料各组分浓度分布、电流密度分布和压降损失的影响,提出了表征二次流传质特性的多孔电极表面速度旋度及佩克莱数。研究结果表明:二次流形成垂直于多孔电极表面的速度,使进入多孔电极的燃料量显著增加,促进了多孔电极内的重整反应与电化学反应。在SOFC多孔电极表面平均佩克莱数达到0.0145时,燃料中甲烷重整率为72.3%,功率密度可提升23.8%。