振荡管内入射激波衰减及其对冷效应的影响

在膨胀比ε 2～6、振荡管长径比L/d 87～737、射流激励频率f 10～240 Hz范围内,探讨了振荡管内入射激波衰减规律及其对压力波制冷机内流动及性能的影响。结果表明：入射激波相对强度Δp_x/Δp₀随着管长相对位置x/L增大而不断减小,入射激波衰减与管内气体黏性力和摩擦力作用、激波对管内气体增压增温作用以及与反射激波发生透射和反射作用有关;振荡管越短,管内入射激波相对强度降低越少,封闭端所产生的反射激波也越强,制冷机的最大制冷效率η_max会逐渐降低;增大管长会降低压力波制冷机的制冷效率波动幅度,有利于改善压力波制冷机变工况性能。基于量纲分析和实验数据得到了入射激波相对强度衰减公式,计算结果与实验数据吻合较好,最大误差为5.70%。     

振荡管内入射激波衰减及其对冷效应的影响

在膨胀比ε=2~6、振荡管长径比L/d=87~737、射流激励频率f=10~240 Hz范围内,探讨了振荡管内入射激波衰减规律及其对压力波制冷机内流动及性能的影响。结果表明:入射激波相对强度Δpx/Δp0随着管长相对位置x/L增大而不断减小,入射激波衰减与管内气体黏性力和摩擦力作用、激波对管内气体增压增温作用以及与反射激波发生透射和反射作用有关;振荡管越短,管内入射激波相对强度降低越少,封闭端所产生的反射激波也越强,制冷机的最大制冷效率ηmax会逐渐降低;增大管长会降低压力波制冷机的制冷效率波动幅度,有利于改善压力波制冷机变工况性能。基于量纲分析和实验数据得到了入射激波相对强度衰减公式,计算结果与实验数据吻合较好,最大误差为5.70%。     

气体分配器结构对压力波制冷机内流动及性能的影响

采用理论分析和实验研究相结合的方法,探讨了喷管型式、相对充气时间等气体分配器结构因素对压力波制冷机内流动及性能的影响。结果表明：膨胀比ε在2.0~12.0的范围内,采用收缩型喷管形成的入射激波最强,缩放型喷管次之,匀直喷管最弱,因而采用收缩型喷管时的冷效应最强;最大制冷效率ηmax随相对充气时间τ的增加先增大后减小,在ε=4、振荡管长径比L/d=400、气体分配器喷射孔的相对深度为0.55的情况下,制冷机最佳相对充气时间约为0.06;相对充气时间τ<0.075时,振荡管的最佳激励频率fopt为制冷效率曲线第二波峰的频率,τ>0.075时则为制冷效率曲线第三波峰的频率。     

压力雾化喷嘴在受限空间气流中喷雾特性的实验研究

对出口直径为0.21、0.28、0.38、0.46mm的4种压力雾化喷嘴及其组合在150mm×150mm×1 000mm的矩形通道中的喷雾流场进行了实验研究,矩形通道中的空气流速为10m/s。研究了喷嘴布置和组合方式对雾化流场的影响。实验结果表明:喷雾不碰壁距离随入射角的增大而增大;顺流喷雾比无气流时液滴的平均D32减小10%,粒径范围略有扩大;逆流喷雾比无气流时液滴的平均D32增大约70μm,粒径范围扩大了3⁴倍;出口直径小的喷嘴可通过逆流布置和顺流布置的组合,获得液滴粒径分布范围更宽的气液两相流场。双喷嘴在有限空间内的雾化效果与流场中气液流量比有关。所得研究结论对天然气加湿技术的开发有一定参考价值。     

垃圾焚烧锅炉二次风风速对NOx污染控制及热效率影响的研究

为研究不同二次风风速对锅炉炉膛内温度、NO_x浓度、烟气停留时间分布及热效率的影响,针对某600 t/d城市生活垃圾焚烧锅炉的燃烧过程进行了数值模拟。结果表明：当后墙二次风风速在42～66 m/s、前墙二次风风速不变时,随着后墙二次风风速增大,第一烟道出口处NO_x浓度先升高后降低;当第一烟道出口处O₂含量从6.47%增加到7.02%,NO_x质量浓度从106.98 mg/m³降低到100.18 mg/m³,降低了6.36%;前墙二次风风速为42 m/s,后墙二次风风速为66 m/s时,焚烧炉内温度梯度相较其他工况更加均匀,烟气在焚烧炉内温度大于1 123 K区域停留时间超过2 s,有利于抑制二口恶英的生成;前墙二次风风速为45 m/s,后墙二次风风速为70 m/s时,相较原始工况第一烟道出口处平均温度降低19.51 K,排烟热损失降低0.83%,固体未完全燃烧热损失降低0.16%,焚烧炉热效率提高0.99%。该研究对垃圾焚烧锅炉低污染、高效率运行具有重要的指导...     

有关因素对冰浆制取过程中过冷度影响的实验研究

实验研究了搅拌速度、液浴温度、添加醇类物质和成核剂等因素对冰浆形成过程中过冷度及结冰特征的影响。结果表明,在制冰浆过程中,对水溶液进行搅拌有利于提高水过冷现象的稳定性。在搅拌速度0~100r/min时,不容易出现过冷现象而直接结冰;过冷度随搅拌速度增大而增大,在搅拌速度为200r/min时达到最大值4.35℃,之后过冷度急剧下降。在液浴温度降低情况下水过冷度先明显变大,随后变化不明显。添加乙二醇后,有效的改善了冰晶的细腻程度,在低浓度区(乙二醇浓度6%),过冷度呈小幅上升趋势;在中高浓度区(乙二醇浓度6%),过冷度随着乙二醇浓度的增加急剧的减小。添加成核剂后过冷度明显下降,过冷解除时间提前,与硫酸铁和二氧化硅相比,硼砂成核性较差,但是形成的冰晶具有较好的特性。     

真空搅拌法流态冰制备特性的实验研究

本文设计了一套真空搅拌法流态冰制取装置,对冰浆的生成全过程进行了观测,通过实验研究了乙二醇添加剂、溶液体积、搅拌速度等因素对冰浆形成过程过冷状态的影响。结果表明:真空状态下冰浆的制取需经历溶液蒸发、沸腾、过冷及冰晶生成这四个阶段;冰晶生成瞬间系统的压力会发生突增,压力的升值即过冷结晶压差可用于表征过冷程度的高低;平均过冷结晶压差随乙二醇添加剂浓度的增大而减小,当乙二醇浓度从3%提高至6%时,过冷结晶压差从58.9 Pa降至49.4 Pa,降低了16.1%;溶液体积的增大会使平均过冷结晶压差减小,40 m L溶液的平均过冷结晶压差较20 m L溶液的平均过冷结晶压差下降了12.9%;搅拌速度对过冷程度几乎无影响。     

平板过冷却器内结冰行为的实验研究

本文设计并搭建了一套过冷水动态制冰系统,开发了一种可视化平板过冷却器,通过实验研究流动和换热对过冷却器内结冰行为的影响,并基于经典成核理论与边界层理论对其作用机理进行解释。实验结果表明：平板过冷却器内存在两种典型结冰行为,结冰行为一表现为过冷却器内不结冰,系统可连续制取冰浆;结冰行为二表现为过冷却器内发生结冰,系统不能制取冰浆。载冷剂进口温度过低、制冰溶液流量过大或过小均会促进结冰行为二的出现,不利于系统制冰稳定性。发生结冰行为二时,相对距离d为0.15的壁面优先发生结冰,且该处壁面的温度总低于其余区域,因此优先发生结冰的局部条件是具有更低的壁面温度。     

真空法制备冰浆中冰晶粒径特性的实验研究

为获得真空法制得冰浆中冰晶的平均粒径及粒径分布规律,本文以乙二醇水溶液为制冰溶液,采用真空法制备得到冰浆,并通过显微装置观测冰浆中的冰晶形态。实验分别研究了搅拌速率、乙二醇初始浓度和含冰率(IPF)对冰晶平均粒径的影响,并将实验得到的粒径分布与正态分布、对数正态分布、伽马分布和威尔布分布进行对比。结果表明:不同实验条件下冰浆中冰晶粒径分布均可统一用伽马分布来描述;搅拌速率对冰晶平均粒径几乎无影响;冰晶平均粒径随溶液初始浓度的增大而减小,当乙二醇浓度从1%提高至7%时,冰晶平均粒径从74.8μm降至34.3μm;含冰率达到一定大小时,才会对冰晶平均粒径产生较显著的影响,表现为含冰率越高,平均粒径越大。     

扩压器扩压角度对轴流风机噪音的影响

针对某大型轴流风机噪声高的问题，提出了一种通过改进圆锥形扩压器角度设计，以此来降低风机气动噪音的数值模拟分析方法。首先，以某蒸发空调用轴流风机为研究对象，利用风洞实验台和声学实验室，分别测试了该风机的性能及其噪音特性；然后，基于LES方法和FW-H方程相结合的声类比方法，采用Fluent对其进行了模拟计算，并将结果与风机的流动和声场实验结果进行了对比验证；最后，利用数值模拟的方法，分析了3种圆锥形扩压器扩压角度(8°、9°、10°)对风机静压恢复系数和噪声频谱的影响。研究结果表明：(1)3种不同扩压角度的扩压器均能降低风机的气动噪声；(2)当扩压角为9°时，风机出口处的旋涡明显减小，静压恢复系数最大为0.654,且与无扩压器相比，人耳最敏感区域2 000 Hz～4 000 Hz的噪声降低幅度最大，可降低4.7%。该研究可为该类轴流风机的降噪提供参考。