涡旋压缩机径向迷宫密封迷宫槽的优化研究

针对涡旋压缩机的直通型径向密封效果欠佳的难题,提出了多种形式的迷宫槽结构。采用GAMBIT软件建立迷宫槽非结构化网格模型,利用FLUENT软件模拟计算了迷宫槽内的流体流动状态及泄漏损失,搭建迷宫槽的烟雾示踪剂试验台,结合试验分析了泄漏气体的泄漏流动状态及泄漏损失。结果表明:理论分析与模拟计算的泄漏损失情况相吻合;泄漏会随着间隙的增大和漩涡的增加而增大;槽型对泄漏量的影响会随着间隙的增大而逐渐减小;得到了双阶梯槽在间隙为0.002mm时的密封性能最好。为涡旋压缩机迷宫密封的优化设计拓宽了思路。

基于粒子成像测速法的正、负电晕放电下线-板式电除尘器内流场测试

电除尘器(ESPs)内流场的变化对细颗粒物的捕集具有显著影响。为此,采用粒子成像测速技术(PIV)测试了线–板式电除尘器模型内的流场。该电除尘器模型外壳为有机玻璃材质;放电极为2根不锈钢圆线且间距可调;示踪粒子为艾灸烟,一次流速约为0.5 m/s;流场测试平面垂直于收尘极和放电极的中心位置;分别施加正、负直流高压进行实验。结果表明,随着电压的增大,正、负电晕放电产生的离子风使得一次气流流速增大,最大增速分别可达0.6 m/s和0.7 m/s。当电压约为±30 kV时,2个放电极之间产生了4个涡旋;且电压越大,4个涡旋分布越均匀对称;较大的放电极间距更利于4个涡旋的形成。这些涡旋的存在会严重阻碍电除尘器内细颗粒物的捕集。

人体热羽流作用下室内人员暴露风险影响研究

人体热羽流对封闭室内的气流分布有十分重要的影响。该文基于高精度的三维瞬态CFD模拟方法,研究了室内人体热羽流演变的动态特征以及人员暴露于飞沫颗粒物的风险程度。采用瞬态标准RNG k-ε湍流模型对人体热羽流演变过程进行模拟,采用DPM模型结合组分运输模型方程定义对人体呼出飞沫颗粒物与室内空气的两相耦合流动进行模拟,将模拟结果与烟雾示踪试验结果进行对比,定性验证模拟的准确性。研究发现,人体热羽流从人体下方向上扩展,在不同轮廓的部位处存在不同厚度的热分层,且会受到人体呼吸行为的影响产生波动。热羽流的存在会增加人员暴露风险,相比无热羽流工况,暴露者吸入飞沫颗粒质量分数增加了176%。控制人员之间距离可有效降低暴露风险,当人体之间距离小于0.5 m时,呼吸气流之间的相互作用较为强烈,人员每次呼吸吸入平均颗粒质量分数为0.044 6,当相隔间距超过1.0 m后,每次吸入平均颗粒物质量分数为0.004,呈明显下降趋势。

燃气灶二次空气的流动显示

采用流动显示手段研究二次空气流动,基于烟雾流动示踪法搭建实验台,对比5种工况下(冷态不坐锅、热态不坐锅、坐锅只内环大火焰、坐锅内外环大火焰、坐锅内环大火焰外环小火焰)二次空气流动显示。烟雾流动示踪法很好地显示燃气灶二次空气的流动状态;燃气灶火焰产生的高温烟气是卷吸二次空气的主要动力来源,外环火焰强度高;当燃气灶内外环全大火焰状态时,存在着内外环抢风的可能。