废气处理吸附器均匀流场的优化

采用CFD软件对含原气体分布器、改进型气体分布器和改进型气体分布器与多孔板相结合3种方案的吸附器的内部流场进行研究,并进行相应的实验验证。模拟结果表明:含原来的气体分布器、改进型分布器和改进型分布器与多孔板相结合吸附器内吸附剂截面上速度相对标准偏差分别为79.165%、36.74%和23.13%;当改进型分布器与多孔板组合使用时,多孔板距离吸附器进口450 mm时气体分布最均匀。实验结果表明:多孔板距离吸附器入口450 mm时,实验数据和模拟结果相对误差仅为2%,存在极好的一致性。     

一种吸收式机组液体分布装置研究

吸收式机组以水和溴化锂作为工质可以有效利用低势热能而节约高品位的电能,已经逐渐成为一项重要的节能技术。吸收器的传热传质好坏对吸收式机组的总体性能有重要的影响,而传热传质的效果主要受传热管表面的液体降膜好坏影响。液体分布器是实现吸收器内液体降膜的主要部件。本文对一种垂直降膜吸收器的液体分布器进行了实验研究。对16和28的光管与强化换热管表面进行了降膜实验。所研制出的液体分布器系列产品已经成功应用于垂直降膜式吸收式机组。     

大封闭区域示踪气体混合均匀性数值模拟与试验对比

使用示踪气体技术检测大封闭区域的泄漏率,一个重要内容是示踪气体与空气的混合均匀性,采用数值模拟与试验对比方式进行研究,显示两种方法结果的拟合度较高,初步得出数值模拟结果可靠的结论;得出区域内流场和示踪气体的分布规律;在部分示踪气体沉积的地方,增加空气扰动设备,提高混合速率。     

脱硫塔进烟口结构研究与分析

对于脱硫塔而言,塔内气体分布均匀度非常重要,而一种好的进烟口结构对脱硫塔塔内气体分布均匀度有很大的影响,采用fluent软件对三种结构的进烟口脱硫塔内部的烟气分布进行了数值模拟,计算结果表明:垂直向下进气的进烟口对气体分布效果最好。     

水力喷射空气旋流器中射——旋流耦合流场的模拟分析

水力喷射空气旋流器(WSA)是一种新型高效的气液传质设备。本文采用雷诺应力模型和VOF模型对水力喷射空气旋流器内耦合场的流场分布进行了三维数值模拟研究。模拟研究结果表明,随着气速的增加,耦合场的速度分布的对称性不断减弱,且湍动能的均值沿竖直方向的衰减速率变大。其中轴向速度沿径向分布出现的最大值发生由靠近WSA的器壁附近向中心排气管附近转移的现象;径向速度在耦合场中部达到最大值;切向速度沿径向分布,普遍出现2个在WSA器壁附近和中心排气管附近的极值区域。研究结果可为对WSA的深入认识提供参考。     

一种高效有机硅流化床反应器的结构设计

分析了现有机硅流化床反应器的工况,针对普遍存在的进气分布不均的弊端,设计了一种高效有机硅流化床反应器,该反应器通过气体分布管的合理设计,实现气体在反应器内的均匀分布,传热、传质效率高,氯甲烷气体和硅粉接触面积大,气体在硅粉内部分布均匀。     

涡旋压缩机压缩腔内气体非稳态流动研究

为了研究涡旋压缩机工作过程中腔内气体非稳态流动过程,建立了涡旋压缩机压缩腔的模型,依据动静涡旋齿啮合间隙调节压缩腔内流体区域的动网格分布,采用RNG k-ε湍流数学模型,实现了压缩腔内气体流动的数值模拟,研究气体速度场、压力场和温度场分布规律,分析了流场分布不均匀性的形成原因,探索了压缩腔间气体泄漏引起的传热、传质过程对非稳态流动的影响。     

侧搅拌发酵罐内流场特性的模拟研究

针对某公司酒精发酵罐及搅拌设备存在的固相物料沉积严重，物料难于达到各种浓度参数的均匀分布问题，利用Gambit软件进行了三维建模和网格划分的工作，并采用计算流体力学软件Fluent进行了数值模拟。通过分析发酵罐内流场的流型、速度分布等，对现有发酵罐搅拌器进行了评估，并提出了改造方案，取得了较好的效果。     

环形多孔气体静压止推轴承静态性能研究

为提升气体静压止推轴承的静态性能,设计一种新型环形多孔气体静压止推轴承。依据气体润滑原理、采用有限体积法对环形多孔气体静压止推轴承的三维物理模型进行数值模拟,研究节流器上节流孔数量、直径、分布方式和供气压力对气体静压止推轴承静态性能的影响。结果表明：节流孔数量对环形气体静压止推轴承的承载力影响显著,但孔数增加到一定程度后承载力增速放缓;节流孔直径对承载刚度影响较大,随着节流孔直径逐渐减小最佳刚度逐渐增大;节流孔排布方式和供气压力对气体静压止推轴承的静态性能均有明显影响。     

不对称出口导流器的射流式喷灌泵优化研究

为改善射流式喷灌泵的性能,提高泵的效率。本文设计了一种有2个出口的不对称导流器,可以加快泵内的气液混合与分离。通过正交试验和数值模拟方法,得到叶轮与导流器中截面多方案的空气体积分布云图,分析其气液混合与流动规律,研究导流器出口1角度θ、导流器出口2角度α和基圆直径D3对喷灌泵性能的影响,并对数值计算结果进行极差分析。研究结果得出方案4的导流器几何参数较为合理,并进行样机试验。样机试验证明:在额定工况下,泵的效率为68.86%,比国家标准值提高7.6%,达到设计要求。     

基于CFD数值模拟的中冷器导流装置性能研究

基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics)方法,对某款中冷器导流装置的分配性能进行研究。把中冷器在有、无导流装置作用时的数值模拟结果作比较,定性和定量分析导流装置对中冷器芯子流道间流体均匀分配的作用,并进一步分析了质量流量变化对导流装置分配作用的影响。结果发现,导流装置能显著提高中冷器的流体分配的均匀性;同时增加导流装置以后,对中冷器的压降不会带来较大的增加,不会影响整车的油耗。研究结果为进一步改进中冷器的气室结构,改善中冷器的流动分配的均匀性提供必要的理论依据。     

多尺度气泡尺寸分布数字图像测量方法研究

鼓泡塔是一种广泛应用于能源和环境领域的多相流反应器,鼓泡塔中气泡的大小和浓度对于研究鼓泡塔中"三传一反"过程具有重要意义。采用高速摄像法和数字图像处理技术开展了鼓泡塔中内多尺度气泡尺寸分布测量研究,针对气泡识别过程中密集气泡易发生重叠的问题,提出基于曲率计算的凹点匹配与圆周拟合的重叠气泡分割与轮廓重构算法。搭建了鼓泡塔反应器实验装置,针对星型、均匀和方形3种不同进气孔形态的气泡分布器开展了实验研究,分析了不同尺度气泡的尺寸分布规律。试验结果表明:该算法不仅能够有效地从图像中提取轮廓清晰完整的气泡,而且能够对图像粘连重叠的气泡进行准确分割,从而可精确地获得多尺度气泡尺寸分布。随着气体流量的增加,小气泡的数量急剧增加,同时产生更大的气泡;气泡的最大直径和Sauter平均直径均随气体流量的增加而增大,且两者的比值基本保持不变,即分布器形式对气泡尺寸分布均匀性有影响,方形分布器产生气泡最均匀,气含率相对其他两种分布器更高。实验结果证明了图像分割与轮廓重构方法在气液两相流中气泡参数在线测量的可行性。     

Numerical study of natural convection in a liquefied natural gas tank

Natural convection in a liquefied natural gas storage tank, which is caused by the heat absorption from the surrounding environment, is studied numerically by solving the conservation equations for mass, momentum, and energy with a commercial computational fluid dynamics code, FLUENT. The present numerical results show that the interfacial heat transfer rate, which is directly related to the boil-offgas generation rate, strongly depends on the liquid-solid contact area. The contribution of the heat transfer rate from the vapor region is negligible compared with that from the liquid region. The effects of the external convection coefficient, tank size, and tank shape on the flow and temperature fields and on the interfacial heat flux are quantified.     

压力油箱建模及仿真分析

压力油箱是气动与液压两者相协调工作的典型元件,压力油箱工作性能是否满足要求,直接影响到整个液压系统能否正常工作。因此对压力油箱进行仿真分析,研究各工况下油箱的工作性能十分必要。利用液体静压力方程建立油液压力数学模型,利用质量守恒和能量守恒的思想建立气体数学模型。以数学模型为理论基础,以AMESim下的AMESet为技术手段,创建压力油箱自定义子模型,并在AMESim中搭建系统验证其正确性。为研究压力油箱子模型工作特性,在AMESim中给予变化负载,分别得出油箱压力变化曲线、气体温度变化曲线、液面高度变化曲线等。通过分析所得曲线,验证自定义子模型正确性。     

Sheathed probe thermal gas mass flow meter heat transfer analysis

The thermal gas mass flow meter is an important meter used in industrial measurement. When the environmental temperature changes, the measured gas physical parameters change correspondingly and the thermal gas mass flow meter output signal is affected, causing large measurement error. The influence of gas temperature on the sheathed probe measurements is analyzed in this paper based on experiments and heat transfer theory using a three dimensional probe and gas heat transfer mathematical model based on the heat conduction equation. The probe heat transfer process is analyzed under convection heat transfer coupling conditions. The experimental data were analyzed and compared against the theoretical results, with a maximum average relative error of only 4.56%. The rationality of the theoretical method is thus verified.     

基于Fluent的异形油箱内气泡与油液融入规律的研究

液压油箱作为液压系统主要辅件,其结构和充气参数对溶解在油液中的气泡与油液的分离、融入现象等具有重要影响。以紧凑式特种车辆异形油箱为研究对象,利用Fluent多相流模型中的欧拉-欧拉模型,对特种车辆异形油箱内部流场进行气液两相流三维数值模拟,通过油箱出油口气体体积分数变化的监测,研究液压系统油箱内不同充气压力、液压泵不同转速作用下,气泡与油液融入的规律性关系,为液压油箱及系统的设计选型提供参考。     

A new approach to gas flow calibration

Primary gas flow standards create calculable flow rates using two different techniques. Displacement systems rely upon the accurate determination of the first order change in position of an object being displaced by gas flowing at a constant pressure. Pressure, volume, temperature and time (PVTt) systems provide a nearly constant mass flow of gas to an accumulation tank of known volume over a fixed time interval. Measurements of pressure, temperature and time are used to calculate flow rate.     

CO_2气体冷却器的性能分析与试验研究

CO2气体冷却器的型式和换热效果对CO2跨临界循环的性能影响较大,有必要对其换热性能进行分析。通过对气体冷却器划分微元,建立了传热过程计算模型,用间接法计算了划分微元与不划分微元时CO2侧冷却换热系数,并与几个所选换热关联式的计算值进行了比较,结果发现划分微元时的值几乎都高于关联式计算值。综合分析选择了较合适的换热关联式,为系统及气体冷却器的模拟优化提供了依据。进而新建了CO2热泵实验台,对新气体冷却器的性能进行了测试和比较。结果表明,新CO2气体冷却器的性能比原换热器有了大幅提高。通过优化达到了改善换热器和系统性能的目的。     

3D打印燃气轮机天然气喷嘴的流场仿真分析

开展3D打印天然气喷嘴流场仿真研究,为小型化燃气轮机控制技术的提升奠定基础。利用Solidworks、ANSYS ICEM CFD软件进行3D打印天然气喷嘴模型建模和网格划分,基于FLUENT仿真完成不同压力工况下稳态天然气喷射流场的数值模拟计算。在天然气喷嘴外流场中形成的几何回流区会随着供气压强的增大而消失,中心回流区会随着工况压力的增大而逐渐向下游区域移动;天然气喷嘴的体积流量会先随着供气压强的增大而增大,供气压强大于0.15 MPa时体积流量逐渐饱和趋于平缓;质量流量随着压力工况的增大而呈线性增大;在距离喷嘴出口70mm处的不同压强工况下的不均匀度小于0.37。从仿真上研究天然气的分布以及气流的流动特性为3D打印喷嘴安全稳定运行及合理组织流场提供参考依据,为3D打印技术在燃气轮机制造中的应用提供了理论基础。