渐缩管和渐扩管阻力系数的快速确定法

管子渐缩和渐扩的损失系数可根据Crame Co,方程计算。渐缩管:K_1=0.8sin(Q/2) (1-β)~2 (1) 渐扩管:K_3=2.6sin(Q/2)(1—β~2)~2 (2) 这两个方程适用于角度小于45°的所有标准异径管。K_1和K_3是小端D_1处的阻力系     

具有壁面滑移特性的水煤浆流经局部管件的阻力特性

以水煤浆的流动特性(壁面滑移特性和流变特性)研究为基础,在中试规模的浆体输送装置上研究水煤浆流经90°弯管、突缩管和突扩管的阻力损失。以表征浆体流动特性的广义Reynolds数(Re_g)作为参数,建立了局部阻力系数关联式;考察了弯径比、管径和Re_g对弯管阻力损失的影响,分析了浆体流动特性对突缩管和突扩管阻力损失的影响。结果表明：除突缩管外,采用Re_g作为入口流动状态参数可使流动特性不同的浆体的局部阻力系数试验数据一致;不同弯管的阻力系数随Re_g的增加具有相似的变化趋势,在弯管的流动阻力损失方面不存在动力学相似性。当Re_g<350,突扩管的阻力系数随Reg的增加迅速降低;当Re_g >350,突扩管的阻力系数达到稳定值。在高Reynolds数下,突缩管的阻力系数与浆体的流动特性之间存在显著的相关性,即阻力系数随浓度的增加而增加。     

固液两相流渐缩管冲刷特性的数值模拟

为研究固液两相流下油气田输送管道渐缩管的冲刷特性,在液固两相流条件下,在Workbench中建立倾角为3°、8°、13°、18°和23°的渐缩管物理模型,利用ANSYS-Fluent软件对渐缩管段进行冲刷特性数值模拟,同时分析入口流速、渐缩段倾角、砂粒浓度、砂粒粒径四个参量对渐缩管段的冲刷破坏规律。结果表明：流速、动压、剪切应力、湍流动能沿渐缩段流动方向逐渐增加,而静压沿渐缩段流动方向逐渐减小,砂粒浓度在渐缩段底部较高。最大冲刷速率随入口流速、渐缩段倾角和砂粒浓度增加而增大,砂粒粒径对冲刷速率的影响较为复杂,随砂粒粒径增加,冲刷速率先减小,后增大,随后又减小,最终趋于平稳。本文固液两相流渐缩管冲刷特性的数值模拟结果可为油气生产中管道变径管段冲刷控制与防护提供有价值的理论指导。     

渐缩管对涡轮流量传感器测量性能的影响

通过试验研究渐缩管对下游涡轮流量传感器测量性能的影响,以平均仪表系数相对偏差、线性度和重复性为评价指标,指出渐缩管流场扰动使涡轮流量传感器仪表系数减小、线性度误差增大。通过仿真分析渐缩管下游涡轮流量传感器内部流场,发现渐缩管对下游流场的扰动影响了涡轮流量传感器的内部流场,速度分布变化是影响传感器仪表系数的主要原因。     

冷却条件下渐扩/渐缩管内超临界压力二氧化碳的传热特性

采用SST k-ω湍流模型,数值计算了冷却条件下超临界压力二氧化碳(SCO₂)在三种水平管(等截面管、渐扩管和渐缩管)内的传热特性,研究了不同运行参数(压力、质量流量及热通量)对传热性能的影响。结果表明,与等截面管相比,渐扩管有效地强化了传热,采用渐扩管时,SCO₂的总传热系数最大提高了47.98%。然而,相比等截面管,渐缩管却削弱了传热。最后,从类冷凝和湍流场分布的角度阐明了传热强化的物理机理。为SCO₂冷却器的优化设计提供了新的思路和理论指导。     

突缩管熵产的数值模拟

利用计算流体力学数值模拟软件Fluent,采用RNG k-ε模型对突缩管熵产的数值进行了模拟。模拟结果表明,引起突缩管不可逆能量损失的因素是由摩擦引起的黏性耗散和由速度脉动引起的湍流耗散。由壁面黏性阻尼产生的黏性熵产主要集中在突缩口和出口管壁面,所占总熵产的比例为52.67%;由脉动引起的湍流熵产主要集中在出口管壁面,且在缩脉处后产生显著的涡流损失,其所占总熵产的比例为47.33%。     

椭圆管内层流流动与换热的数值研究

对5种不同长短轴之比K的椭圆管层流区管内换热特性与阻力特性进行研究.通过数值计算的方法获得了雷诺数在500～2300范围内椭圆管管内平均与局部对流换热系数与阻力系数,发现椭圆管管内层流区换热系数的计算采用当量直径的方法计算误差较大,引入综合性能参数(Nu/f),绘制5种管型的局部系数沿管壁的变化趋势曲线.研究结果表明,数值计算结果与实验值吻合良好;在一定的雷诺数下,随着长短轴之比K的增大,其平均换热系数逐渐增大,阻力系数也逐渐增大,尤其在低雷诺数下,其增幅更大;更进一步发现,每种类型的椭圆管具有类似的局部换热特性;一定雷诺数范围内,随着椭圆管长短轴之比K的增大,管内综合性能逐渐下降.     

新型两段式气化炉的数值分析

对一种新型两段式水煤浆气化炉的气化效率进行了数值计算和分析。模型中将水煤浆的气化过程分为水分蒸发、煤热解、气相反应和气固异相反应等子模型。气相反应速率需同时考虑湍流混合和化学反应机理,气固反应的速率采用未反应缩芯模型。运用可实现k-ε模型描述气相湍流流动,随机轨道模型追踪水煤浆颗粒的运动。以中试多喷嘴水煤浆气化炉为建模基础,验证了该水煤浆气化模型的准确性。模拟计算得出新型两段炉的有效气组分含量为85.91%,冷煤气效率为76.42%。     

水煤浆管内流动的相似准数及其阻力特性

在分析水煤浆“滑移层”内流动的基础上,导出了表征水煤浆流动状态的相似准数——广义雷诺数Re_g。结果表明,它不仅适用于管内存在滑移的具有广义宾汉体和宾汉体性质的水煤浆流动,且同样适用于非牛顿流体中的宾汉体、幂律流体以及牛顿流体的无滑移流动。同时,水煤浆虽为液固两相非牛顿流体,但其层流流动的沿程能量损失系数的计算公式类似于牛顿流体的简单形式,即λ=64/Re_g。该式的计算精度令人满意。     

基于薄板小挠度理论计算复合材料矩形薄壁管局部屈曲载荷

提出一种复合材料矩形薄壁管轴压局部屈曲载荷的计算方法。将轴压载荷作用下的复合材料矩形薄壁管的壁板视为单向受压各向异性板,在其平衡微分方程的解中引入弹性嵌固系数,得到了复合材料矩形薄壁管局部屈曲载荷的解析式。与文献中的试验数据和本文的有限元结果进行了对比,验证了计算模型的正确性。通过对4种铺层复合材料矩形薄壁管等效刚度系数进行定量计算分析了计算模型的适用范围。结合复合材料杆件欧拉屈曲载荷的计算公式,得出了综合考虑整体失稳和局部失稳的屈曲载荷的计算公式。研究发现在铺层参数不变时,存在区分发生局部屈曲和欧拉屈曲的临界长宽比。     

水煤浆流变特性管流法研究

采用管流法在自建装置上进行水煤浆流变特性研究,结果表明：可用幂律模型描述水煤浆流变特性。讨论了水煤浆浓度对流变模型的影响,给出了采用广义雷诺准数来计算层流状态下的阻力系数的方法。     

Local resistance characteristics of highly concentrated coal-water slurry flow through fittings

The local resistance characteristics of high concentration coal-water slurry (CWS) flowing through three types of local fittings, namely the gradual contractions, sudden contractions and 90° horizontal elbows, were investigated at a transportation test facility. Results show that the local resistance loss of gradual contractions decreases as the contraction angle increases. When pipe diameter ratio varies little, local resistance loss of sudden contractions changes insignificantly. There is an optimal value of bend diameter ratio, at which the local resistance loss of horizontal elbows is the least. As Reynolds number increases, the resistance coefficients of all the three fittings first reduce and then stabilize, while the three pipes have different ratio of equivalent length to pipe diameter L _e /D behaviors, that is, L _e /D of the gradual contractions decreases gradually and then keeps stable; that of the sudden contractions diminishes at first and then increases, and that of the horizontal elbows increases linearly. This work was presented at the 7 ^th Korea-China Workshop on Clean Energy Technology held at Taiyuan, China, June 26–28, 2008.     

Transfert de chaleur dans un film tombant autour d'un cylindre horizontal

As the initial flow of a falling film above one or several horizontal tube is known, we propose a model which permits the determination of the local heat transfer coefficient. The model is valid for Reynolds numbers lower than 2000 and for either a constant flux or a constant temperature. The fraction of the film which is evaporated after its passage over the exchange surface is taken into account. The calculated exchange coefficients, the film thickness and the Nusselt numbers are compared with the numerical and experimental results of different authors. The agreement is good, particularly for the case of estimation of the average Nusselt number for Reynolds numbers greater than 1000.     

水煤浆气流雾化的初次破裂特性

以水煤浆和空气作为实验介质,利用高速摄像仪对同轴双通道喷嘴水煤浆气流雾化的初次破裂过程进行了实验研究,重点考察了在喷嘴出口附近水煤浆的射流核心长度和振荡频率等特征。研究结果显示,实验中水煤浆的破裂模式为非轴对称雷利破裂模式,根据实验结果,得到了浆体的量纲1射流核心长度与气速和液速之间的关系式。雾化过程中浆滴的产生与水煤浆射流振荡有关,研究了其Strouhal数与Weber数和液体Reynolds数之间的关系。     

GE水煤浆气化技术现状和应用前景

GE水煤浆气化技术是第二代煤气化技术中发展最迅速、成就最显著的生产技术之一,是美国通用电气能源集团推广的具有世界领先的煤气化技术,我国对于GE水煤浆气化技术的应用最为广泛。讨论了GE水煤浆气化技术原理、特点、现状,并对该技术的应用前景进行了分析、总结。     

四丁基溴化铵包络化合物浆在铜管内的对流传热特性

四丁基溴化铵（TBAB）包络化合物浆是在常压下由TBAB水溶液被冷却到0～12℃时生成的，是一种理想的冷量输送和蓄冷媒体，以固液两相悬浊液的形式存在。作为冷量传输媒体，由于存在相变过程，其冷量传输密度远高于相同温差下的冷水。另一方面，TBAB包络化合物浆具有良好的流动性，可以像液态水一样方便地通过泵和管道系统输送。因此，在中央空调及区域集中供冷系统中具有很好的节能应用前景。本文研究了TBAB包络化合物浆在水平铜管内的传热特性。在定热流边界条件及不同Reynolds数下测量并分析了对流换热系数。实验中发现固相粒子的扰动和表观黏性的下降都能破坏或拉薄包络化合物浆流动的动量边界层，结果导致了传热系数的提高。在不同的Reynolds数下固相含量（Φ）对Nusselt数的影响很微弱。通过与文献的比较发现，本文所测取的包络化合物浆Nusselt数均高于冰浆甚至单相水。最后获得了Nu与Re之间的实验关联式。     

SMV静态混合器内气液两相流压降的研究

以气-液两相流动的均相流模型为前提,运用流体力学计算软件对SMV静态混合器中的气液两相流的压力场进行模拟计算,分析其压降的规律,并与水平直圆管内压降和混合器内单液相流压降做了对比分析.结果表明:气液两相流流经SMV混合器的沿程压降及局部压降均随着雷诺数的增大呈现明显增大趋势,且管路总压降与元件数成正比;静态混合器两相流...     

制备高浓度水煤浆的影响因素探讨

综述了煤质特性、粒度分布、添加剂及制浆工艺等因素对气化用高浓度水煤浆制备的影响。制备高浓度水煤浆时,应根据不同煤种,选择适宜的粒度分布、添加剂、制浆工艺或配煤技术,才能制备出适合工业化应用的高性能水煤浆。     

Experimental and Numerical Simulation Study of Heat Transfer Due to Confined Impinging Circular Jet

An experimental and numerical simulation study of heat transfer due to a confined impinging circular jet is presented. In this research, a stainless steel foil heated disk was used as the heat transfer surface of a simulated chip, and the thermocouples were mounted symmetrically along the diameter of the foil to measure the temperature distribution on the surface. Driven by a small pump, a circular air jet (1.5 mm and 1 mm in diameter) impinged on the heat‐transfer surface with middle and low Reynolds numbers. The parameters, such as Reynolds number and ratio of height‐to‐diameter, were changed to investigate the radial distribution of the Nusselt number and the characteristics of heat transfer in the stagnation region. Numerical computations were performed by using several different turbulence models. In wall bounded turbulent flows, near‐wall modeling is crucial. Therefore, the turbulence models enhanced wall treatment, such as the RNG κ‐? model, may be superior for modeling impingement flows. The numerical results showed reasonable agreement with the experimental data for local heat transfer coefficient distributions. The impinging jet may be an effective method to solve the cooling problem of high power density electronic packaging.