TWO DIMENSIONAL SUPERSONIC SHOCK TUNNEL AND ITS APPLICATION

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褐煤干燥与恩德炉煤制气系统的工艺优化和技改实践

内蒙古大唐鼎旺化工有限公司以劣质褐煤为原料,采用恩德炉制气生产合成氨、造粒硝铵等产品。原生产工艺中褐煤水分高、干燥系统除水率低,造成恩德炉运行能耗高、褐煤气化后有效气成分低;煤制气系统余热锅炉及高、低温两级旋风分离器配置产能偏小,进入后系统的煤气温度和含尘浓度超标,系统无法连续稳定运行。为此鼎旺化工进行了用管式干燥机代替原振动流化床干燥器、新增以变压吸附解吸气为燃料的燃气锅炉为管式干燥机提供热源,用48 t/h正压余热锅炉代替原25 t/h余热锅炉,新增自洁式过滤器系统等技术改造。改造后的运行实践表明:恩德炉能耗降低,有效气体积分数从51%提高到67%,循环水、煤气净化和氨合成后续工段出力能力显著提高,合成氨装置产能达产达标。

连续式跨超声速风洞热交换器设计技术初步研究

以0.6m连续式跨超声速风洞为应用背景,通过工程计算得出椭圆翅片管式热交换器的初步结构,并利用数值模拟手段详细研究了结构参数、管束材料以及流动条件对热交换器性能的影响。结果显示:换热管束的排列方式和尺寸对热交换器性能影响很大;选用高导热率的材料制作翅片,会在基本不改变压损性能的情况下大幅提高热交换器的换热系数。建立了一组方便简洁的理论公式计算热交换器出口气流温度分布,且理论计算和数值模拟结果符合良好。发现通过合理布置冷却水的流动路线,可以使热交换器出口气流具有较好的温度均匀性。

短周期风洞上动叶表面压力和换热测量

采用短周期冷态传热风洞研究了某型放大动叶表面静压及换热系数分布,实验中雷诺数和叶栅压比范围涵盖了叶片的典型工作状态。结果表明:压比是影响表面压力系数的主要因素,雷诺数的影响可以忽略;雷诺数和压比都会影响表面换热系数和绝热壁温,随着雷诺数的增大,叶片表面换热系数增加,吸力面转捩点前移,大雷诺数的换热系数分布趋势有别于小雷诺数;保持主流总温不变,随着叶栅压比的增大或雷诺数的减小,绝热壁温降低,小雷诺数下绝热壁温实验值低于平板的理论计算值。

真空钎焊多通道扁管铝蒸发器空气侧换热性能的实验研究

本文对自行设计开发的大型冷藏运输车用真空钎焊多通道扁管铝蒸发器，在干、湿工况下的空气侧换热性能进行了风洞实验研究，同时对该蒸发器的表面湿润性进行了评价。实验结果表明，该蒸发器具有良好的换热性能；湿式压降与干式压降非常接近；由于蒸发器表面采用了亲水性被覆，其前进接触角为３４°，后退接触角为零。若想用风洞获得该蒸发器湿式条件下的换热性能需制作一个小迎风面的样机。

波纹翅片管心偏移条件下空气侧传热流动性能数值研究

建立了波纹翅片管换热器空气侧流动传热的数学与物理模型,并用CFD软件Fluent进行了数值模拟,计算模型的可靠性通过实验进行了考核.研究了单排波纹片在不同管心偏移量下的压降和换热量的变化规律,分析了在7种管心偏移量和5个迎风面流速下的空气侧流动与换热特性,发现管心向下游偏移2.0 mm可以获得最大的换热量.

攻角对涡轮叶片表面流动及换热的影响

利用短周期跨声速换热风洞测量非设计状态下攻角对涡轮叶片表面静压及换热的影响,研究攻角对涡轮叶栅压力分布及换热系数分布的影响规律。实验结果表明,攻角变化对吸力面压力分布影响较大,正攻角时在靠近吸力面前缘处产生很大的逆压梯度,随攻角增大吸力面后部压力逐渐增高,负攻角时压力面前缘产生较小的逆压梯度;正攻角主要影响吸力面换热系数,随攻角增大吸力面前缘局部区域换热显著加强,负攻角主要影响压力面换热分布,随攻角减小压力面换热加强,大雷诺数下换热系数分布规律与小雷诺数时基本一致。

多通道烘缸通道内蒸汽冷凝流动对传热特性的影响

为提高多通道烘缸的换热效率,优化其蒸汽利用率,本研究探究了蒸汽在多通道烘缸通道内的冷凝换热过程,并借助高速摄像机对蒸汽冷凝换热过程进行了可视化观测。在蒸汽质量流速(kg/(m^2·s))与冷却水质量流量(kg/h)两种不同工况下,分析了多通道烘缸通道内气液两相流型的变化情况,研究了通道内蒸汽冷凝换热系数及其沿通道壁面方向压降的变化规律,为多通道烘缸通道内蒸汽的流动与传热机理研究提供了依据。

多通道烘缸在旋转状态下矩形通道内蒸汽冷凝换热的实验研究

本研究以高宽比为1∶3的矩形通道为对象,探究了转速和冷却水质量流量对通道内蒸汽冷凝换热及流动压降的影响。结果表明,当转速一定时,通道的平均换热系数随冷却水质量流量增大而增大,通道的流动压降随冷却水质量流量增大而逐渐减小并趋于稳定;当冷却水质量流量一定时,通道的平均换热系数随转速增大先增大后减小,转速在50~100 r/min时,通道的流动压降随转速增加缓慢下降,转速70 r/min时平均换热系数最大。

公路隧道消防管道保温措施研究

为分析隧道消防管道温度场的影响因素,探索一种节能、高效的保温措施,以金盆湾隧道为工程背景展开研究。首先,采用理论计算与三维数值模拟仿真相结合的方式,对比分析电伴热系统及微压循环定点加热系统的消防管道保温特点。然后,通过消防管道在稳态传热情况下的理论计算,分析能量消耗的影响因素和大致范围。最后,利用计算流体力学软件Fluent模拟计算了隧道内消防水管在突遇寒流后几天内的非稳态温度场。研究结果表明:1)电伴热系统与微压循环定点供热系统所需的能耗基本相同;2)外界冷空气通过消防水管管廊盖板之间的缝隙侵入消防管廊,降低了消防水管附近的温度,增加了散热损失,因此有必要减少消防管廊盖板之间的缝隙;3)理论计算能够快速简单地得到辅助加热所需的功率,而数值模拟仿真计算能够考虑非稳态传热过程及更多结构细节引起的辅助加热功率变化。

多通道烘缸通道截面变化的凝结换热研究综述

在造纸干燥部的革新中,多通道烘缸是一种创新的设计理念。本文介绍了多通道烘缸工作的基本原理和工作方式,综述了小通道在散热研究中的三个研究重点:换热系数、流型变化和压降。探讨了截面变化在通道凝结换热中的重要作用,指出了利用通道截面形状变化可以提高换热系数。从实验、理论和加工三个方面对不同截面形状通道内气液两相流的研究和应用前景进行了展望。

浅析隧道干燥室运行过程中的十对矛盾

详细列举分析了隧道干燥室运行过程中加热与冷却、正压与负压、层流与湍流、车上与车下、进车与出车、进风与出风、传热与传湿、叠码与层码、余热与烟热、产量与质量等矛盾并提出了解决方法。

考虑发动机冷却通道固壁内耦合导热影响的低温甲烷超临界压力传热研究

在考虑发动机冷却通道固壁内耦合导热影响的情况下,开展了低温甲烷在矩形冷却通道中的超临界压力湍流换热数值模拟研究;仔细分析了热流密度及管道几何形状对低温甲烷超临界压力下的流动和传热的影响;得到了流体速度、壁面温度、壁面热流密度等参数的详细变化情况以及Nusselt数的变化规律。计算结果表明:在考虑流固耦合作用时,上壁面施加的热流有一部分会通过固体壁面内的热传导,经由侧壁面传入超临界压力流体,并且随着热流密度的增加,经侧壁面传导的热流所占的比例也会随之增大;减小冷却通道内截面的高宽比,可以提高超临界压力下的换热效果,但流动压降会大大增加,因此冷却通道高宽比的选择需综合考虑传热与压力损失的影响,可以引入热性能参数作为参考;修正的Jackson&Hall对流换热关系式基本可以适用于本文中的各种工况。

涡轮叶片尾缘梯形通道异形扰流柱流动换热特性实验

针对叶片尾缘梯形通道内叉排排列的圆形、椭圆形、水滴形和哑铃形扰流柱的流动换热特性进行了实验研究.研究结果表明:在相同的进口雷诺数情况下,水滴形扰流柱的通道压力损失最小,仅为圆形扰流柱的57%;圆形扰流柱和哑铃形扰流柱的换热效果差异不大,比椭圆形扰流柱的换热效果高约20%,比水滴形扰流柱的换热效果高25%左右;进口结构形式对流动换热特性的影响不是非常明显,双排小孔的挡板通道内压力较大,但是换热效果也相对较好.

短周期风洞中导叶表面压力和换热测量

在发动机典型雷诺数和压比状态下对一种放大导叶叶型进行了表面静压和换热测量.雷诺数对表面压力系数的影响较小,压比增大使压力系数减小,并且吸力面压力系数最低点后移.雷诺数增大时叶片表面传热系数增加,并且吸力面上边界层转捩位置提前.压比主要影响吸力面传热系数,小雷诺数时压比增大会推迟吸力面上边界层转捩点位置,大雷诺数且吸力面后半段为超声速流动时,增大压比使该区域传热系数降低.保持主流总温不变,叶片表面绝热壁温随叶栅压比增大而降低,相同压比下,叶片表面处于层流状态时绝热壁温比处于湍流状态时低.

冷凝对隧道通风热压的影响分析

为研究空气水分冷凝现象对隧道通风热压的影响,采用现场实测的某地下通风隧道空气参数以及文献中某隧道自然通风的测试数据,对选用的有限差分法隧道通风传热传质过程及热压计算数学模型进行了验证;并采用数值模拟方法研究分析了不同隧道入口空气温度、相对湿度及通风速度条件下,隧道内空气冷凝现象、沿程空气温度以及热压的变化规律。研究结果表明:冷凝会增大空气与壁面的传热量,使隧道内的空气降温速度减慢,导致通风热压变小,并且该影响会随入口空气温度与相对湿度的升高而增强,随风速提高而减弱;当未发生冷凝时,隧道沿程空气温度分布及热压几乎不受空气湿度的影响。以一个全纵向通风的地下隧道为例,在4~8月,隧道会出现较大范围的冷凝现象,考虑冷凝计算所得热压比不考虑冷凝时低30%,对应的自然风风速平均偏差为0.5 m·s^(-1);在其余月份,不考虑空气冷凝计算所得通风热压与考虑冷凝时相同。因此计算湿热季节通风热压或对应的自然风风速时,应考虑冷凝的影响;其余季节可按不考虑冷凝的方法简化计算隧道热压。