襟翼相对长度对翼型流场结构影响

以NACA0018为基准翼型,采用Fluent数值模拟的方法,对比研究了襟翼相对长度和翼缝相对宽度对翼型流场结构及升、阻力特性的影响;文章分别选取了襟翼相对长度分别为0.2、0.3和0.4和翼缝相对为1.0%,分析襟翼相对长度对翼型气动性能的影响。数值结果表明:由于襟翼对翼型周围主涡发展和变化的影响,不仅改善了翼型的失速特性,同时也提高了翼型的气动性能。襟翼翼型的失速攻角在此次研究范围内均大于基准翼型,在攻角小于失速攻角时,襟翼翼型的升力系数均小于基准翼型,阻力系数均高于基准翼型,但升力系数的最大值均高于基准翼型;随着襟翼相对长度增大,翼型临界攻角逐渐减小;在攻角接近翼型失速攻角时,升力系数先增大后减小;襟翼长度相同时,随着翼缝相对宽度的增大,升力系数逐渐减小。     

基于水冷压缩式制冷循环的CO2水合物海水淡化实验研究

提出一种基于水冷压缩式制冷循环的CO₂水合物海水淡化方法,并进行了CO₂水合物海水淡化实验,实验选取4种不同的初始海水盐度（10‰、20‰、30‰、40‰）,控制其温度为20℃,在4种不同的充注压力（3.6 MPa、3.8 MPa、4.0 MPa、4.2 MPa）下进行实验,考察了初始海水盐度和充注压力对海水淡化效果的影响。结果表明,充注压力越高,初始海水盐度越低,水合反应预冷时间越短。在充注压力为4.2 MPa、初始海水盐度为10‰时,预冷时间最短（15.01 min）,淡化水产量最高（3 172.34 g）,淡化速率最快（211.35 g/min）,淡化水盐度最低（4.49‰）,盐去除率为5.11‰。在充注压力为4.2 MPa、初始海水盐度为30‰时,淡化水产量为2 868.66 g,淡化速率为165.63 g/min,淡化水盐度为6.49‰,盐去除率最高,为8.37‰。充注压力越高,初始海水盐度越低,则淡化水能耗越低。     

锂电池循环充放电过程热管理实验

针对动力电池充放电过程积热问题,以动力锂电池(18650型)为研究对象,在25、30和35℃恒温环境中,研究自然风冷、强制风冷和相变材料冷却3种方式对电池在1、2和3 C倍率放电时散热性能的影响。研究结果表明,自然风冷下,电池温度随环境温度和放电倍率的增加而上升,且在35℃、3 C放电倍率时表面最高温度达到86.45℃,最大温升速率达到20.6℃·min^-1;1和3 m·s^-1风速下,温度分别下降31.29%和32.61%,且3 m·s^-1风速时的温升速率下降至6℃·min^-1以下;相变材料在电池多次循环充放电过程中,对电池冷却效果最稳定,降温效果最佳,最高温度低于50℃,表面温差小于3℃,且温升速率降低至3℃·min^-1以下。研究结果对动力电池充放电过程热管理具有一定指导意义。     

吸气控制策略对垂直轴风力机气动性能影响研究

针对垂直轴风力机复杂气动特性,将吸气孔置于风力机翼型上下表面,提出不同吸气控制策略以改善其气动性能。基于CFD方法,研究不同叶尖速比下吸气策略对风力机风能利用率、叶片切向力系数及流场特性的影响,综合考虑能量消耗与风力机输出功率。结果表明：提出的3种控制策略在低叶尖速比下均能大幅提升整机气动效率。效果最佳的迎、背风区交替吸气策略可显著推迟分离点,延缓翼型动态失速发生,并减少分离涡周期性脱落造成的损失。此外,该策略对动态尾迹效应有良好的控制效果,同时降低整机转矩波动幅值,消除中低叶尖速比下风轮负转矩,从而提高获能效率且延长风力机使用寿命。     

极端海况下附配重系泊漂浮式风力机响应分析

为提高风波作用下平台稳定性并降低系泊拔锚风险,提出对Barge平台系泊添加配重的新型系泊系统。基于辐射/绕射理论和有限元方法,对比系泊添加配重前后Barge平台动态响应、系泊受力及躺地长度变化,并研究配重位置的影响。结果表明：在保证系泊安全的前提下,添加配重可有效降低平台纵荡、垂荡及纵摇响应并增加系泊躺地长度;当配重距锚点约160 m时,平台纵荡响应最小且躺地长度最大,纵荡、垂荡及纵摇响应幅值分别减小41.9%、20.4%及11.8%。此外,1~4号系泊躺地长度为未加配重时的12.9、2.0、1.9及0.9倍,张力略有增大,但仍在安全范围内;1号系泊（迎风浪侧）躺地长度最小,拔锚风险最高,4号系泊（背风浪侧）添加配重后其躺地长度缩短,拔锚风险增加。     

管束式相变蓄热器的蓄放热性能分析北大核心CSCD

建立多排管束式相变储热单元模型,数值模拟了方腔中不同管子数量、不同排列方式以及不同管壁温度对相变储热单元蓄放热性能的影响。结果表明,在保持填充PCM数量不变及其他相同约束条件下,随着管子数量增加即排列方式改变时,可以增强自然对流作用,增大圆管与周围流体传热面积,而且其对应的液相曲线初期几乎呈线性变化,随着管子数量的增加,曲线斜率逐渐增大。表明排列方式的改变可以加快PCM熔化和凝固过程,大大提高其蓄放热性能。此外管壁温度对蓄放热性能也存在重要影响,但随着管壁温度的升高,影响逐渐减弱。     

竖直振动下颗粒物质的行为模式研究进展

竖直振动下颗粒物质行为模式的研究对化工过程中效率的提升具有重要意义,该研究近年来成为热点,并不断取得新进展。本文将已有竖直振动下颗粒物质行为模式研究归纳为:竖直振动颗粒床中颗粒的行为、竖直振动颗粒床中颗粒沿直管的爬升、竖直振动U形管中颗粒的迁移、静止颗粒床中颗粒沿竖直振动管的爬升,并对相关研究进展进行评述,发现目前对颗粒物质运动规律的认识还不深入,颗粒物质行为模式的内在机理上尚存争议。鉴于离散元方法(DEM)能够获得每一个颗粒的运动信息,从而很好地反映颗粒过程的机理和特性,对竖直振动U形管和竖直振动管中颗粒物质行为模式进行DEM模拟再现;据此提出在今后的研究中应充分发挥DEM的优势,深入研究颗粒行为模式的动力学本质和影响颗粒行为模式的因素,为颗粒输运过程的优化提供理论基础和方法指导。     

微细通道内CO2沸腾换热与干涸特性

CO₂作为一种天然制冷剂在微通道内应用具有很大的换热优势,然而由于微尺度效应及其物性,在低干度区容易发生干涸,严重影响换热效果。为研究微细通道内CO₂流动沸腾换热与干涸特性,搭建了相应实验装置,对内径分别为1mm、2mm、3mm以及内表面粗糙度为16μm的不锈钢管,在CO₂制冷剂热流密度2~34kW/m²、质量流率50~1350kg/(m²·s)、饱和温度-10~15℃下进行换热性能与干涸实验对比研究。结果表明:常规管径换热特性在微细通道内不再适用;热流密度的增加对于强化核态沸腾换热具有显著影响,高于临界热流密度(critical heat flux,CHF)则发生干涸;质量流率对于核态沸腾区换热系数的影响则较小;不同饱和温度时换热特性有所不同,高饱和温度下换热系数随其升高而提高,低饱和温度下则相反;干涸过程对总换热系数的影响占34%。研究结论为CO₂微通道换热器的研究开发提供理论依据。     

基于尾缘分离模型的风力机独立变桨性能优化

为准确研究风力机高风速非定常气动特性,以NREL Phase VI实验叶片为算例,考虑三维旋转效应和尾缘流动分离现象,建立了Du-Selig三维失速延迟模型与Kirchhoff-Helmholz尾缘分离预估模型耦合的三维尾缘分离预估模型,并与升力面自由涡尾迹法结合,分析了叶片升力面弦向不同涡格数对模拟准确性的影响;基于尾缘分离因子的周向分布规律,通过独立变桨引入风轮旋转半周期的正弦波桨距角增量,抵消相对来流速度变化引起的攻角增大,以优化风力机气动性能.结果表明:升力面弦向采用2涡格的三维尾缘分离预估模型来模拟叶片法向力系数和弦向力系数最为精确;在每个旋转周期内,叶片尾缘分离因子在180°~360°方位角内较大,且在270°达到最大;经独立变桨后,尾缘分离因子得到减小,减小幅度与变桨幅值成正比,且变桨幅值为5°时,叶片主轴扭矩和挥舞力矩达到最佳优化效果.     

FPW法测量330MW循环流化床锅炉火焰温度及辐射率

基于快速寻峰法(Fast Searching Peak Wavelength,FPW)原理,研制了水冷光纤探针,对某台330MW循环流化床锅炉稀相区不同高度位置的火焰温度及辐射率进行了测量,并采用FPW法处理测量数据,得到了不同测量位置的火焰温度和辐射率.结果表明:在FPW法测量中,可以用煤粉燃烧火焰温度模型,所得到的循环流化床锅炉火焰温度的最大偏差小于6%;火焰温度和辐射率随炉膛高度的增加而降低;与煤粉锅炉相比,循环流化床锅炉的火焰温度低,辐射率高,辐射换热能力强.