船用燃气轮机进气道结冰位置研究

针对船用燃气轮机进气道结冰问题,本文采用数值模拟的方法开展了风速、进气风向角对船用燃气轮机进气道结冰的影响研究,分析了不同风速、进气风向角下进气道内流场、水撞击系数以及结冰规律。研究结果表明:进气道内主要结冰位置为进气竖井弧形区域以及进气竖井和稳压箱连接部分的渐缩段,且随着风速的增高,结冰位置越集中;低风速工况的水收集系数以及平均结冰系数大于高风速工况,液滴在进气道内更易结冰;当进气风向角为135°时,进气道内积冰最为严重。

小型豌豆收获机清选装置数值模拟

为了提高小型豌豆收获机的作业质量,利用CFD-DEM耦合的方法对气流式清选装置分离过程进行数值模拟,探究清选装置内部流场在不同风扇转速和不同入料口风速下的变化。研究结果显示:当入料口风速为5 m/s时,排粮口附近气流速度随着风扇转速的增加而骤增,且排粮口气流速度远远大于分离室中下部气流速度,阻碍籽粒的排出;当风扇转速为1600 r/min,随着入料口风速的增加,排粮口气流速度呈先减小后增大的变化趋势,气流速度的矢量方向逐渐发生变化,分离室中下部形成涡流。

风速对浅埋近距离煤层上覆采空区氧化带分布的影响研究

以苏家沟煤矿浅埋近距离煤层采空区的特点为例,建立贯通型裂缝连通地表和上覆采空区的三维模型。基于ANSYS FLUENT模拟软件对采空区不同风速条件下的氧气浓度分布进行研究,结果表明:随着进风巷风速的增加,采空区距工作面0~20 m内的氧气浓度呈现持续增加的规律,采空区深部的氧气浓度则呈现先增大后减小的趋势;当风速为3 m/s时,氧化带分布范围最广,上覆采空区的氧化带主要集中在工作面附近及回风侧裂隙所在位置。研究结果为同类型煤矿采空区自燃防护措施的合理分布提供参考。

运行条件对耦合电袋除尘性能影响的试验研究

根据工业中除尘器的运行条件可设计试验系统运行工况,并探究电袋除尘器结构是否能够满足工业应用。模拟工业锅炉半干法脱硫与电袋除尘器污染物处理模式下的颗粒物排放特性,依托耦合电袋除尘器实验平台,通过设计实验参数以改变除尘器入口颗粒物浓度及布袋除尘区过滤风速,探讨入口颗粒物浓度及过滤风速对除尘器除尘性能的影响,确定适合电袋除尘器结构的最佳运行工况。结果显示:随着入口颗粒物浓度的增加,颗粒物排放浓度也会相应增加,当入口颗粒物浓度为162.12 g/m^(3)时,排放浓度超出工业锅炉现行的排放标准;当入口颗粒物浓度小于80 g/m^(3)时,颗粒物排放浓度低于10 mg/m^(3),符合普通地区的超低排放标准。随着入口颗粒物浓度的增加,总能耗呈上升趋势。保持入口颗粒物浓度、除尘器结构和施加的电压不变,仅改变过滤风速则发现随着过滤风速的增加,除尘器出口颗粒物浓度逐渐增加;当过滤风速≤1.62 m/min时,出口排放总浓度<10 mg/m^(3);当过滤风速>1.62 m/min时,排放浓度>10 mg/m^(3)。随着过滤风速的增加则电耗减小,由压降产生的能耗越来越大,2种能耗总和也越来越大。

风电齿轮箱行星轮滑动轴承油膜特性分析

随着风电机组朝着大兆瓦机型、深海风电场发展,滑动轴承在风电齿轮箱中相比滚动轴承具有更大的优势,风电轴承的“滚滑替代”成为风电行业面临的一项新挑战。本文采用CFD仿真方法,对某大兆瓦风电齿轮箱一级行星轮滑动轴承的油膜承载特性进行仿真模拟。研究了滑动轴承油膜的压力分布,并积分计算了油膜的承载能力,获得了进油压力及轴承转速对风电齿轮箱一级行星齿轮滑动轴承油膜承载能力的影响规律。研究结果表明:进油压力对油膜压力及承载力的最大值影响为0.2%,轴承转速对油膜压力及承载力的最大值影响为20%,油膜压力及承载力对轴承转速相比进油压力的敏感性更加明显,为风电齿轮箱行星齿轮滑动轴承的设计计算提供了参考依据。

冷却塔出塔水温的迭代计算方法

基于麦克尔焓差法原理,对循环水泵运行方式变化前后的进塔风速进行了估算,给出了冷却塔出塔水温的迭代计算方法.用数学方法对冷却塔特性数和冷却数随出塔水温及进塔风速的变化规律进行了分析,并对计算过程中非线性方程的多解选择问题及迭代退出条件进行了研究,最终确定出了符合物理意义的真实解.由此确定的循环水泵各运行方式下的出塔水温可直接用于循环水泵最优运行方式的确定,对现场中冷端系统的优化具有一定的现实意义.

茶叶风选机优化研究

为提高茶叶风选效果,采用理论分析和流体动力学数值仿真的方法研究了风选过程中茶叶颗粒的运行轨迹和风选室内流场的状态,并进行了相关试验验证。研究表明,茶叶风选机送风口风速分布采用上小下大方案时茶叶颗粒群有效漂移间距最大;风选室内部由于结构原因存在涡旋现象,4号和5号出茶口流出的茶叶颗粒相对质轻,其漂移轨迹较易受到涡旋的影响,可以通过设置扰流板加以减轻,且能有效降低各口茶叶混入其他口茶叶的比例,提高风选质量。

风速变化对竹湖流场结构影响的数值试验

利用EcoTaihu生态模型中的压缩坐标系下三维水动力学子模型,对4种吞吐流量(换水周期分别为36d、7.2d、3.6d、35h),东、西、南、北风向,不同风速的风场作用下的浅水湖泊进行了数值模拟,分析比较了不同风速作用下湖泊分层流场及垂向平均流场结构的差异。结果表明,随着风速的增大,湖泊垂向平均流场逐渐由受吞吐流控制转变成受风生流场控制;在此转变过程中存在着临界风速值,当风速大小超过该值时,流场结构发生明显的改变;风向和吞吐流量是影响临界风速值大小的主要因素。风速变化对稳定状态的湖泊表层、次表层流场有较大影响,而对底层和次底层影响不大。在水深水平变化较大的区域,垂直平均流场结构对风速变化的响应较为敏感,易形成环流,浅水区垂向平均流向和风向一致,深水区则和风向相反;水深变化较小的水域,流场结构对风速变化的响应则较为迟钝。

进气道低速特性试验技术研究

为了研究多种进气形式进气道的低速稳、动态气动特性,采用引射器引射的方式,在FL 8低速风洞开展了进气道试验技术研究,研制出了进气道试验专用引射系统、流量测量与控制装置、模型支撑连接装置及大迎角试验设备,通过机翼下、腹部和翼根三种进气形式的进气道模型风洞试验对新研制的进气道试验设备和相关试验技术进行了验证。试验结果表明:在零速度和大迎角、大侧滑(α=60°,β=20°)低速来流下,利用多喷嘴引射器引射可以很好地实现各种进气道模型内流场的模拟,保证进气道工作线与发动机工作线相交。

基于Fluent的锂离子电池及模组风冷温度场数值研究

为了研究锂离子电池充(放)电过程中热性能特点,更好地进行热管理分析,基于Fluent软件建立锂离子电池组三维瞬态散热模型并对温度场进行仿真计算,分析不同条件对电池及模组散热性能的影响。结果表明:减小充(放)电倍率和增大表面对流换热系数可改善电池因温度过高而导致的热失控。进口风速从0.5 m/s增至6 m/s且4C充电终止时,电池组最高温度、平均温度、温差、一致性系数降低了33.57 K、21.23 K、9.84 K和2.82%,但泵功耗增加了0.35 W。进风温度从298.15 K降至283.15 K且4C充电终止时,电池组最高、平均温度降低12.8 K和13.92 K,温差与一致性系数升高1.86 K和0.76%。即增大风速,电池组温升和温度均匀性得到改善;降低进风温度,可控制电池组温升,但温度均匀性抑制效果变差。

武钢8号高炉缩小进风面积的生产实践

武钢8号高炉近年入炉品位呈下降趋势。为克服不利因素,采取了加强原燃料管理、缩小进风面积、优化装料制度等综合措施。由于鼓风动能提高,活跃了炉缸,高炉对外围变化的抵御能力提高,维持了较好的操作炉型,炉况稳定性得到改善。煤气利用率稳步提升,有效地降低了燃料比和炼铁成本。

高超声速进气道内激波－边界层干扰研究

为了研究高超声速进气道内激波干扰和流场结构，对一个二维进气道模型在中国空气动力研究与发展中心超高速所风洞流场中进行了实验（Ｍ＿∞＝５．０，Ｒｅ＿∞＝７．５×１０￣６ｍ￣（－１））。采用纹影方法，结合压力测量对进气道内流结构进行诊断，同时用Ｙｅｅ的ＴＶＤ有限差分格式通过求解二维Ｎ─Ｓ方程对相应实验状态下的进气道内流场进行了数值模拟。风洞实验与数值模拟取得了较好的一致。进一步的分析还表明高超声速进气道内的激波─边界层干扰对进气道性能有很大的影响。

圆柱形锂离子电池及模组风冷温度场数值模拟

为了对锂离子电池更好地进行热管理,对锂离子电池进行风冷温度场数值模拟分析。根据进、出风口位置及方向设计18组电池模组结构,利用CFD软件对18650型单体锂离子电池和电池模组进行不同条件下温度场散热效果分析。结果表明,单体锂离子电池试验和模拟数值变化趋势一致,且相对误差不超过5%;相同模拟工况下,单层电池模组进、出风口同侧布置优于异侧布置,进、出风口横向布置优于竖向布置,双层电池模组进、出风口同侧布置优于异侧布置,进、出风口竖向布置优于横向布置,得出D1为最优模型;D1风道间距为4 mm时,最高温度、平均温度、最大温差和一致性系数分别为305.30,304.29,2.20 K和0.72%,电池模组温度场散热效果及均匀性最佳;当进口风速从0.5 m/s增大到5 m/s时,各项温度指标分别下降12.53,11.36,3.21 K和1%,当进口风速超过3 m/s时,温度场各项温度指标下降缓慢,温度场散热效果不明显。锂离子电池及模组风冷温度场数值模拟对其在实际应用中具有重要参考价值,可为电池热管理系统提供指导依据。

硐室车辆尾气污染物扩散特性研究

为解决煤矿井下硐室内怠速状态下车辆排放的尾气严重威胁矿工职业健康的问题,以红柳林公司25211工作面硐室及WC19R(A)型胶轮车为研究对象,基于欧拉方法构建了组分输送模型,模拟分析了不同巷道风速影响下硐室内NO、NO_(2)、CO尾气的扩散特性。结果表明:当风速超过1.0m/s时,因巷道风速的增加,尾气受到硐室内横向涡流影响增强,向硐室口扩散现象逐渐显著;气体在扩散的过程中遵循菲克定律,两侧尾气浓度分别在距硐室口9.0m和1.0m左右达到峰值,同时获得了三种气体的拟合函数关系。经现场验证,模拟结果与现场检测结果误差小于23.7%。

地道风系统地埋管换热性能影响因素研究

通过构建地道风系统地埋管内壁面换热性能理论模型,采用正交试验方法研究影响因素相关性,得到主要影响因素对应变化规律为地道进口风速、管道当量直径和土壤类型为管道壁面传热系数的主要影响因素,土壤类型极差值最大,可达9.40,对地埋管内壁面传热系数影响程度最大,其次为管径和进口风速。在实际工程设计中应先考虑土壤类型,即传热系数对系统的适应性,再考虑管径和进口风速的影响。

进风口高度与导流板角度对猪舍空气龄和CO2分布的影响

为了研究进风口形式对猪舍空气龄和CO2分布的影响,利用计算流体力学(CFD)技术对某实验猪舍的风速、空气龄、CO2浓度以及生猪的对流换热量进行了模拟研究。原猪舍模型(方案A)进风口导流板角度为50°,进风口高度为1.8 m。本研究设计了6种通风方案与原猪舍模型进行比较,方案B:进风口导流板角度为90°,进风口高度为1.8 m;方案C:进风口导流板角度为120°,进风口高度为1.8 m;方案D:进风口导流板角度为150°,进风口高度为1.8 m;方案E:进风口导流板角度为50°,进风口高度为1.6 m;方案F:进风口导流板角度为50°,进风口高度为1.4 m;方案G:进风口导流板角度为50°,进风口高度为1.2 m。研究结果表明:风速模拟值与测量值的决定系数R2为0.9162,平均相对误差为26.7%,所构建的模型可以准确地预测猪舍内风速形态。通过比较各通风模拟方案发现:进风口高度和导流板角度会影响猪舍内空气龄和CO2的分布,其中方案C与方案F可显著降低舍内生猪活动区域平均空气龄以及平均CO2浓度,并具备较好的猪舍保温效果。研究同时发现,生猪生活区域的CO2浓度会受到生活区域的平均空气龄和整舍空气龄分布均匀性的影响。

掘进巷道热环境影响因素重要性分析

目前大多数研究仅讨论了单一因素对掘进巷道热环境的影响,未涉及多因素对掘进巷道热环境影响的重要性。利用Fluent软件对掘进巷道进行三维建模与数值模拟,通过正交试验与控制变量法分析了入风风速、入风温度、围岩温度和风筒直径对掘进巷道热环境的影响程度。数值模拟结果表明:对掘进巷道热环境的影响程度由大到小依次为围岩温度、风筒直径、入风温度、入风风速;入风风速、入风温度和风筒直径对掘进巷道热环境的影响程度保持稳定;距离掘进工作面越远,围岩温度对掘进巷道热环境的影响越显著;掘进巷道温度与入风风速之间呈负幂函数关系,增大入风风速可降低掘进巷道温度,但入风风速过大,降温效果越来越不明显;掘进巷道温度与入风温度、围岩温度之间呈线性正相关关系,与风筒直径之间呈线性负相关关系。利用Origin对数值模拟结果进行拟合,得到掘进巷道温度与入风风速、入风温度、围岩温度、风筒直径之间的多元线性回归方程,拟合程度较好,可为工程预测掘进巷道温度提供有效参考。

风速对自然通风教室内咳嗽飞沫液滴扩散的影响

本文利用Fluent软件模拟了两种进风风速下潜在呼吸道疾病患者连续两次咳嗽释放飞沫液滴的扩散过程,共模拟了100s的扩散情形。模拟结果表明:风速的提高明显加快了飞沫液滴的减少速度,但模拟时间内风速对教室内最终残留液滴数量的影响程度随咳嗽位置而变化。由于教室中心位置附近存在气流回流,因此在教室中心位置附近咳嗽时,飞沫液滴同样会向该位置左侧扩散,且初始时刻左右两侧的平均飞沫液滴浓度差值会随着风速增加有所提高,左侧浓度高于右侧。

支风道进风端高风速技术实践

针对系统风量增加和等截面水平支风道截面积不变情况下实现支风道均匀送风问题 ,提出了纺织厂空调室技术改造方案 .技术实践表明 ,支风道进风端高风速可以实现均匀送风 .

蜗壳式旋风分离器分离性能试验研究

蜗壳式旋风分离器作为轻烧镁旋流动态煅烧系统中最重要的分离设备,是提高系统分离性能的关键所在。文章建立蜗壳式旋风分离器分离性能试验装置,研究入口风速对阻力系数与压降的影响和颗粒浓度对分离效率与压降的影响。研究发现:蜗壳式旋风分离器的静压降随入口风速的增大而增大,静压降与入口风速平方成正比;压降随颗粒浓度增大而减少,分离效率随颗粒浓度的增大逐渐升高。