高粘度流体横掠麻面管的传热与流动特性研究

采用三维数值模拟方法,研究不同Re(381、572、763、954、1144)下凹坑直径d(1.8、2.0和2.2 mm)、深度h(0.9、1.0和1.1 mm)、轴向距离p(10、12和14 mm)、周向距离l(5.236、6.283和7.854 mm)与布置型式(叉排、顺排)对高粘度润滑油横掠麻面管流动与传热的影响。结果表明:外壁周期性凹坑的存在使得麻面管油侧换热增强,同时减阻效果明显;相比于光管,当Re=381～1 144时,麻面管油侧Nu增加了28.6%～55.4%,阻力系数f减小了0.59%～26.9%,综合换热性能指标η为1.05～1.59。     

新型V形接收体复合抛物面聚光器性能分析

复合抛物面聚光器中的接收体多为翅片式玻璃真空管,该接收体不适合对气体介质进行聚光集热。文章设计了新型V形接收体复合抛物面聚光器,通过在单层玻璃管中嵌入V形不锈钢板,实现了聚焦太阳能的光热转化,提高了空气介质的温度。文章利用光学仿真软件对复合抛物面聚光器内光线的传播情况进行了模拟计算,并在实际天气条件下,测试了不同空气流速对V形接收体出口温度的影响,研究了聚光器内封闭空腔和玻璃盖板的温度变化趋势,通过计算得到了复合抛物面聚光器的集热效率。分析结果表明:接收体出口温度随着空气流速的减小而升高,当空气流速由3.03 m/s减小至1.03 m/s时,接收体出口最高温度由44.13℃升高至70.9℃;复合抛物面聚光器集热效率随着空气流速的增大而增大,当空气流速由1.03 m/s增大至3.03 m/s时,复合抛物面聚光器平均集热效率增加了47.91%。     

基于多体动力学仿真的冰箱助吸器优化设计

某款冰箱在关门过程中,门体在多个小角度处出现悬停的现象,影响用户的体验。针对这一问题,基于多体动力学仿真对冰箱助吸器进行了优化设计。将助吸器变形量、刚度、有效力臂接触位置点至铰链轴心连线长度,以及这一连线与接触位置法向夹角作为关键因子,研究关键因子与设计目标之间的关系,进行助吸器的结构设计与性能评估。在此基础上,基于多体动力学仿真,实现助吸器的优化,并形成最终设计方案。基于多体动力学仿真进行优化设计,可以缩短开发周期,提高设计效率,具有较高的实用价值。     

基于黄土膏体充填材料配比优化试验研究

为寻求价格日益增长的粉煤灰膏体充填材料的替代品,以山西省某矿4901充填工作面为工程背景,采用理论分析、实验室试验和现场调研等方法,研究了黄土材料作为粉煤灰替代品的替换效果及最优配比。试验和现场应用结果表明:黄土膏体充填材料价格低廉,作为传统粉煤灰膏体充填材料的替代品替换效果较优;黄土膏体充填材料的最优配比方案为水固比(水与固体充填材料质量比)1∶1.6、固相比(矸石与水泥质量比)5∶5及土灰比(黄土与粉煤灰质量比)4∶2时,膏体充填材料稳定性高,材料的后期抗压强度高达5.5MPa;以水泥质量的6%作为膏体充填材料添加剂时,凝结时间缩短79.17%。该研究成果对西部地区有一定的借鉴和参考价值。     

复杂流道结构料仓的下料流率预测

在实验室搭建的有机玻璃料仓下料平台上，分别以自由流动粉体玻璃微珠和黏附性粉体煤粉和聚氯乙烯为实验介质，针对无改流体(No-In)、封闭改流体(Con-In)和开放改流体(Ucon-In)三种情况所形成的不同流道结构，开展了粉体料仓下料及其流率建模研究，定量分析了改流体对粉体下料流率的促进作用，对比给出了玻璃微珠、煤粉和聚氯乙烯在不同流道结构料仓内的下料特性。研究表明，改流体的引入有利于提高料仓下料流率，Con-In促进流动效果最明显，对于流动性弱的煤粉，下料流率提升幅度达到最大的58%。基于剪切摩擦区的概念，提出流率校正因子F对最小能量理论方程进行了修正，将理想的料仓下料模型拓展至实际下料过程。进一步，对于Con-In，根据流道结构特征结合对粉体的受力分析，修正了模型中的锥角项；对于Ucon-In，基于粉体下料流动竞争机制，提出分阶段下料模式并关联了内层和夹层的下料流率，最终建立了复杂流道结构料仓的下料流率预测模型。该模型综合考虑了粉体物性、下料流型和流道结构的影响，可有效预测自由流动粉体和黏附性粉体流经传统料仓(No-In)和改流体料仓(包括Con-In和Ucon-In)的粉体下料流率，且预测偏差<10%。