通风速度对内循环双层呼吸幕墙负荷影响的分析

本文对不同腔体通风速度下,内循环双层呼吸幕墙的热负荷进行了分析,得出当风速为0-0.1m/s时,幕墙负荷随风速的增大而减小,风速达到0.05m/s后,负荷的减小幅度趋缓。     

双层盾构公路隧道侧向重点排烟效果研究

摘 要：利用FDS对某双层盾构公路隧道的侧向重点排烟系统进行了模拟研究,探讨了排烟口面积、间距、排烟口开启方案以及纵向通风对排烟效果的影响。结果表明：在无纵向风的条件下,火灾稳定后排烟口的面积为3~5 m2、排烟口间距为60~100 m时,排烟口的面积和间距对排烟效果的影响很小。随着纵向通风风速的增大和上游排烟口开启数量的增加,隧道侧向排烟系统的排烟效率明显减小。双层隧道上下层排烟口的排烟效率分布规律基本相同,下层隧道的总排烟效率略高一些。本文所研究的双层隧道发生20 MW火灾时,在纵向通风风速2 m/s下,排烟口间距为60 m,排烟口面积为4 m2,上游开启2个排烟口、下游开启4个排烟口时排烟效果更好。     

HMX粉尘云火焰传播规律研究

采用改进的可视化Hartmann装置,研究HMX粉尘云爆炸火焰传播规律,观察不同HMX粉尘云质量浓度及粒度对其粉尘云爆炸火焰传播速度及火焰传播高度的影响。结果表明：HMX粉尘质量浓度从74.1 g/m³变化为185.1 g/m³,火焰传播最大高度从29.97 cm增加为60.81 cm,最大速度从58.91 m/s增加为175 m/s;火焰波动幅度随质量浓度的增加而增大,同时,火焰波动出现的时间明显提前。HMX粉尘粒径从19.02 μm增大为53.56 μm时,火焰传播最大高度由55.45 cm降低为40.02 cm,最大火焰传播速度由181.93 m/s降低为121.28 m/s,火焰波动幅度显著降低,火焰波动出现的时间推迟。     

隧道等截面通风系统均匀送风特性研究

针对地下建筑长大隧道均匀通风的工程需求,提出了一种基于通风均流器的等截面通风系统,为获得主风管风速、宽高比与通风系统送风均匀性的关系,采用CFD数值模拟分析方法对通风系统的送风均匀性和阻力性能进行了研究。研究发现,主风管风速为9.7 m/s时,各风口最低风速4.45 m/s,最高风速4.96 m/s,平均风速4.63 m/s,最大偏差7%,各风口风速标准差为0.16,等截面通风系统能实现均匀送风。通风均流器阀片角度恒定时,系统送风均匀性随着主风管风速的增大而小幅降低,各风口风速标准差范围为0.12～0.24;随着主风管宽高比的增加,各风口风速标准差波动范围为0.22～0.34,主风管风速、宽高比对系统送风均匀性影响较小。风速大于6.5 m/s时,通风均流器阻力系数ξ随着阀片角度β的增大而减小,与Re无关;阀片角度β一定时,通风均流器阻力系数ξ随主风管宽高比的增加而减小。     

侧向风对挑檐防火阻隔作用的影响

建立了简易全尺寸建筑模型,采用FDS进行火灾模拟。选取火源功率为4 MW,设置0~10 m/s的侧向风,研究不同风速条件下挑檐临界特征尺寸以及火焰最大侧向蔓延距离的变化规律。研究结果表明:侧向风速较低时,溢出火焰主要为向上层蔓延,表现为热浮力主控;侧向风速较高时,溢出火焰表现为风速主控,挑檐最大临界长度为3.6 m;侧向风速继续增加时,溢出火焰不再接触挑檐,向邻侧蔓延,临界风速为6 m/s;溢出火焰侧向蔓延距离随风速增大先增大后缓慢减小,临界风速为8 m/s,溢出火焰的最大侧向蔓延距离为4.4 m。     

磁场形式及参数对单纤维捕集钢铁行业粉尘中PM_(2.5)性能影响

目前钢铁行业已成为大气污染防治的重点,为解决现有钢铁行业对于PM_(2.5)细颗粒难以捕集的难题,实现粉尘的超低排放.基于CFD-DPM(computational fluid dynamics-discrete phase model)方法对磁性纤维产生的磁场以及高梯度磁场等不同磁场形式下单纤维对钢铁行业捕集PM_(2.5)性能的影响进行研究,通过X射线衍射图谱分析可知钢铁行业生产过程产生的粉尘因含有Fe_3O_4以及单质Fe而具有磁特性,进而提出了利用磁场来增强单纤维捕集PM_(2.5)性能的方法.计算结果表明,在运动轨迹方面,磁性纤维产生的磁场会在纤维周围形成引力区,高梯度磁场会在纤维周围形成2个引力区和2个斥力区;在捕集性能方面,当粉尘粒径dp为0.5～1.0μm,入口风速v≤0.2 m·s~(-1)时,高梯度磁场下磁性纤维的捕集能力要强于单一磁性纤维的捕集能力,若磁场强度H=0.5 T,磁感应强度B=0.01 T,v=0.1 m·s~(-1),高梯度磁场可以使单纤维的捕集效率提高为传统单纤维捕集的28.32倍,若B=0.01 T,v=0.1 m·s~(-1),磁性纤维产生的磁场可以使捕集效率提高为传统单纤维捕集的4.037倍;在磁性纤维产生的磁场中,当磁感应强度B≥0.03 T时,磁性单纤维对PM_(2.5)的捕集效率随着入口风速的增加而减小,后趋于稳定,当B<0.03 T时,捕集效率随入口风速逐渐减小;捕集效率随粉尘粒径的增加而增大.而对于高梯度磁场,单纤维对PM_(2.5)捕集效率同样随着入口风速的增加而减小,当v>0.4 m·s~(-1)时,捕集效率为0,B越大,捕集效率下降越快;捕集效率随着粉尘粒径增大呈现先增加后减小的趋势.     

粉尘在边界层内的二次悬浮与运移探讨

针对粉尘经常堵塞除尘管道引起除尘效率降低,能耗增加的情况,对粉尘在湍流主体区和边界层内的受力进行分析,推导出在边界层内粉尘二次悬浮与粒径、风速的关系。边界层内,风速越大,粉尘粒径越大,二次悬浮能力越强。通过试验观察到粉尘在边壁上呈波浪式沉积,且粒径在10~40μm的粉尘沉积量最大。得出在边界层内能二次悬浮的粉尘占总粉尘量的10%时,粉尘不会沉积,且输运风速最低。提出以边界层内粉尘二次悬浮量为10%作为除尘管路风速选择的依据。     

海底公路隧道火灾数值模拟

利用FDS对某海底公路隧道进行研究,分析典型火灾条件下,纵向通风对热烟气逆流距离、隧道顶部温度以及隧道内横通道风流变化的影响。结果表明,在0.25 m/s的火灾初期通风条件下,热烟气逆流距离和火源附近拱顶温度超过安全临界温度的范围随火灾规模增大而增大;在3 m/s的灭火期通风条件下,两者随着纵向通风风速增加而减小;隧道内横通道风速先增大,后减小。     

太阳墙扰流板的结构优化

提出一种在集热板上设置开孔扰流板的太阳墙(用于加热室外新风),采用FLUENT软件,选取南京地区2017年2月20日12:00的室外空气温度、太阳辐照度,模拟分析不同进口风速下,扰流板孔径、孔间距以及扰流板间距对太阳墙换热效率、空气压力损失的影响。以较大换热效率、较小空气压力损失为目标,针对一定外形尺寸(高×长×厚为3 000 mm×1 000 mm×128mm)的太阳墙,优化扰流板(长×宽×厚为1 000 mm×50 mm×2 mm)孔径、孔间距以及扰流板间距,在进口风速为3 m/s时对优化效果进行验证。孔间距、扰流板间距一定时:在相同进口风速下,换热效率、空气压力损失均随孔径的增大而减小;在相同孔径下,换热效率、空气压力损失均随进口风速的增大而增大。孔径、扰流板间距一定时:在相同进口风速下,换热效率、空气压力损失均随孔间距的增大而增大,换热效率有趋于稳定的趋势;在相同孔间距下,换热效率、空气压力损失均随进口风速的增大而增大。孔径、孔间距、进口风速一定时:换热效率、空气压力损失均随扰流板间距的增大而减小。在进口风速为3 m/s条件下,对优化前后的太阳墙集热板温度场进行模拟比较。与优化后相比,优化前太阳墙集热器相同位置的温度明显偏高,尤其是在空气进口处的两侧集热板存在非常明显的高温区(最高温度达到130℃)。优化后的太阳墙集热板温度明显下降,最高温度为100℃,证明优化效果明显。     

纵向通风及坡度对隧道池火燃烧速率影响实验研究

采用1∶15的缩尺模型隧道,隧道坡度范围为0～10%,进行纵向通风风速为0～2.5 m/s的乙醇和正庚烷池火实验,研究坡度与通风风速对油池火燃烧状态的影响。油池采用厚度1 mm的不锈钢板打造,边长为8 cm和10 cm。随着纵向通风风速的增加,乙醇池火的燃烧速率先下降后上升,正庚烷池火在水平隧道和坡度为5%的情况下,燃烧速率也呈现先下降后上升的趋势。但在隧道坡度为10%的情况下,正庚烷的燃烧速率单调增加。火焰倾斜角随风速的增大先迅速增加后缓慢增加。     

点火延迟时间对镁粉尘云爆炸特性影响研究

利用20 L 柱形爆炸容器,开展不同点火延迟时间及镁粉质量浓度条件下的镁粉尘云爆炸特性研究。结果表明：镁粉尘云质量浓度低于200 g/m3,随着点火延迟时间增加,pmax 及(dp/dt)max 逐渐减小;质量浓度大于200 g/m3,pmax 和(dp/dt)max 呈现先增大再减小的趋势;镁粉尘浓度较高时,点火延迟时间对于pmax 的影响远小于质量浓度较低时。镁粉质量浓度较低时,最佳点火延迟时间随质量浓度增大而增大;镁粉质量浓度大于450 g/m3 时,最佳点火延迟时间均为60 ms。相同镁粉质量浓度条件下,随着点火延迟时间增大,爆炸冲量曲线呈锯齿状趋势;相同点火延迟时间条件下,镁粉质量浓度越高,爆炸冲量越大。     

双管多曲面槽式空气集热器热性能数值研究

为了研究双管多曲面槽式空气集热器的传热特性,通过TracePro软件与Fluent软件探究了不同太阳辐照度、管内风速及进口温度对集热管管壁温差、瞬时集热量和瞬时集热效率的影响。结果表明,双管管壁因太阳辐射引起的热流密度分布十分不均匀;当太阳辐照度从800 W/m~2增加到1 200 W/m~2时,管1(-30,30)的径向温差增加了171.4℃,轴向温差增加了101.8℃;管2(40,118)的径向温差增加了56.7℃,轴向温差增加了56.8℃;集热器的瞬时集热量最大为991 W,瞬时集热效率最大为61.6%;当管内风速增大时,集热管的轴向温差和径向温差都会减小,进口风速的变化对瞬时集热量和瞬时集热效率的影响规律是相同的,管内最大风速不宜超过2.8 m/s;进口温度对集热器集热性能的影响较大,双管的径向温差和轴向温差都随进口温度的增加而减小,但轴向温差的下降速率高于径向温差。此外,当进口风速从1.4 m/s增加到3 m/s时,双管进出口压降均增大了约1.6倍,管内流动阻力有较大增长,综合集热性能与节能考虑,管内风速取值2.2～2.4 m/s为最佳。该研究结果可为此种多曲面槽式太阳能空气集热器的应用提供参考。     

基于数值模拟的水面溢油回收装置优化

为减小海面溢油,自主设计吸油单元组装结构,利用数值模拟的方法,研究吸油单元形状对吸油性能的影响,通过对吸油阵列单元速度场、油组分浓度场分析发现：圆形结构吸油单元表面平滑,运动阻力小,与流体接触面积大,有利于增加吸油效率。采用上下间隔三角阵列方式对吸油单元进行排布,研究不同流速下阵列单元横向间距、纵向间距、分布排数以及入口含油浓度对吸油效率的影响,发现吸油单元的横向间距对吸油效率作用显著,而纵向间距和入口含油浓度对吸油效率影响不大,随吸油单元分布排数的增加,吸油效率趋于稳定。在工程应用范围内,保持阵列单元横向间距为1.5 D,运动速度低于1 m/s,阵列单元的吸油效率能达到90％以上。     

煤尘云着火温度影响因素实验研究

采用Godbert-Greenwald恒温炉装置研究分散压力、煤尘浓度和煤尘粒径对煤尘云着火温度的影响。结果表明:随着分散压力增大,煤尘云的着火温度先降低后升高,分散压力为30kPa时着火温度最小;随着浓度增加,煤尘着火温度先降低后小幅升高,着火敏感质量浓度为1.364kg/m3,此时着火温度最小,为621℃;随着粒径减小,煤尘着火温度降低,粉尘粒径目数从100目增至200目时,煤尘着火温度下降80℃。     

冷却水流向对干湿串联的冷却塔性能影响研究

对干、湿串联复合运行的冷却塔顺流流向时的换热性能及能耗进行了实验研究,并与逆流流向进行对比分析。实验结果表明,干湿串联型冷却塔换热性能随截面风速增大先增强后减弱,与逆流相比,顺流时换热性能受截面风速影响更大,二者均在截面风速为3.5 m/s时冷却塔换热性能达到最佳。干湿串联型冷却塔空气阻力随截面风速增大而增大,顺流流向时空气阻力大于逆流。冷却塔喷淋密度在8~16 m~3/(m~2·h)时,其换热性能随喷淋密度的增加先增强后减弱,在14 m~3/(m~2·h)时达到最佳。干湿串联型冷却塔空气阻力随喷淋密度增大而增大,顺流流向时空气阻力大于逆流。在其它运行工况都相同条件下,复合式冷却塔换热性能顺流流向优于逆流流向,最大增加15.48%。     

常见袋式空气过滤器过滤特性测试研究

为更好地应用空气过滤器,保证其最佳的使用条件,通过用空气过滤器性能实验台测试一般通风用袋式空气过滤器,对其阻力、过滤效率特性进行相关研究.研究结果表明:对于实验中两中效纤维袋式过滤器,滤料结构本身差异可导致阻力从1 m/s风速下相差41.7 Pa增加到2.5m/s风速下相差111.8 Pa;在不同的截面风速下,0.3～0.5 μ m、0.5～1.0μm这两个粒径段颗粒物一次通过效率最大相差达9％,≥1.0 μ m粒径段颗粒物一次通过效率相差不明显,可根据袋式过滤器的最佳截面风速选择适宜的使用场所.     

湿式不锈钢纤维粉尘净化的试验研究

为了研究充填率、净化风速、纤维直径和喷水量对湿式不锈钢纤维除尘的净化效率和阻力的影响,通过搭建合理的试验台,采取正交试验和常规试验的方法,研究分析得出合理的参数范围,并从理论上给出相应解释.对5 μm以下的呼吸性粉尘的除尘效率最高可达97.7%,阻力在20～160 Pa之间,说明以不锈钢纤维为滤料的湿式净化具有高效低阻的性质,在此基础上设计出实用的除尘样机,具有重要的实际意义.     

柔性光伏系统颤振性能的节段模型试验研究

柔性光伏支架的频率低、质量轻,极易在风荷载作用下发生大幅振动。以某实际柔性光伏项目为工程背景,借鉴桥梁抗风的研究经验,对该柔性光伏支架的颤振性能进行研究。首先,考虑严格的相似比关系,设计并制作了弹性悬挂节段模型系统,并对其动力特性进行了测试;然后,进行不同光伏组件倾角(-39°～+39°)下的弹性悬挂节段模型测振风洞试验,研究光伏组件风致响应随风速的变化规律,得到各倾角下柔性光伏节段模型的颤振临界风速值,探讨2种气动措施对提高柔性光伏支架颤振稳定性的效果。结果表明：在0°～39°的正倾角工况下,柔性光伏支架的颤振临界风速随光伏组件倾角的增大,呈现先减小后增大的趋势,最小颤振临界风速出现在12°～21°光伏组件倾角范围内,折算成实际风速为9.6m/s;在-39°～0°的负倾角工况下,颤振临界风速随光伏组件倾角的增大,也呈现先减小后增大的趋势,最小颤振临界风速出现在-21°～-12°光伏组件倾角范围内,折算成实际风速为10.1m/s;设置中央稳定板的气动措施难以有效提高柔性光伏支架的颤振临界风速。     

台风“梅花”影响下近地风脉动特性研究

由建立在上海东海岸边的40m测风塔对台风"梅花"影响过程中的风速、风向等信息进行了全程记录,获得了10m、20m、30m及40m高度处的实测数据。通过对湍流度、阵风因子、峰值因子等脉动风特性参数的分析表明:当风速较低时,湍流度和阵风因子均随平均风速的增大而减小,但当平均风速超过其临界值时,湍流度和阵风因子基本不随平均风速而变化,两者的临界风速分别约为10m/s和12m/s;纵向和横向阵风因子随相应湍流度的增大而增大,并且通过最小二乘拟合得到了它们之间的经验公式;峰值因子(阵风持续时距t=3s)基本上不随10min平均风速的变化而变化,10m、20m和40m高度的各时段峰值因子的均值分别为2.21、2.12和2.00,峰值因子均值随阵风持续时距的变化关系与Durst研究结果较为吻合。     

高大空间通风气流组织2DPIV试验初探

水电站地下主厂房属于高大空间建筑,为了保障设备正常运转和工作人员正常工作,保证厂房内温度、相对湿度及有害气体浓度在允许的范围内．对其进行合理的通风气流组织设计是十分必要的。本文以鲁地拉水电站主厂房为例,创建1：50模型试验,创新性地采用2DPIV技术对主厂房内设计风口下的通风气流组织进行研究。研究表明,试验三种工况下（风速分别为0．84m／s,1．26m／s,1．67m／s）,射流轴心速度衰减变化趋势一致,其衰减程度随着与出风口距离的增大而增大。随着送风速度的增大,工作区风速的不均匀系数逐渐降低,流场的均匀性逐渐优化。随着风口间距的减小,工作区风速的不均匀系数逐渐降低,流场的均匀性逐渐增强。