二维T型微通道内液滴生成的数值模拟

采用Fluent中"流体体积"模型对二维T型微通道内液滴的生成进行了数值模拟,考察了连续相毛细数、流量比、黏性比对液滴尺寸和液滴间距的影响,与实验结果进行了对比,吻合较好。计算结果表明,液滴长度随毛细数增大而减小且存在幂率关系,随流量比的增大而线性增大,随黏性比增大而略微增大且无明显函数关系;此外,液滴间距随毛细数增大而线性增大,随流量比增大而减小且存在幂率关系,随黏性比增大而略微增大且无明显函数关系。     

高剪切力下气泡聚并与破碎特性的数值研究

了解气泡在剪切力场中的聚并与破碎机理及生长与运动特性,对于气液搅拌槽中桨叶的优化设计具有重要意义。将欧拉-欧拉模型与群体平衡模型(population balance model, PBM)进行耦合,对不同剪切力下的气液两相流场进行求解,研究了剪切力、高剪切力下进气速度、气泡塔高度对气泡聚并与破碎的影响,并结合气泡的聚并与破碎模型对高剪切力下气泡的聚并与破碎机理进行了探究。研究表明,剪切力主要影响气泡的破碎,当剪切力较小时其对气泡破碎的影响较小,随着剪切力的增大其对气泡破碎的影响逐渐显著,使小气泡的含量大幅增多;高剪切力下进气速度、气泡塔高度对气泡的聚并与破碎的影响不明显。     

低流量下微细颗粒固定床的温度分布及有效传热参数研究

为探索微小型热生物传感器中反应器内部的传热特性,研究了恒壁温(60℃)条件下,低流量(5,3和1 mL·min-1)和微细颗粒直径(平均直径分别为1,0.75和0.45 mm)对固定床内部温度分布的影响,并结合二维均相传热理论模型,获得了有效径向导热系数和有效壁面传热系数等重要参数。研究结果表明,即使在流量非常小(如1 mL·min-1)的情况下,固定床入口段温度分布也很不均匀,存在明显的"入口段效应",但随着床层的增高,这种效应快速减弱;实验所采用树脂颗粒的导热系数很低,颗粒直径越小,接触热阻和流动阻力也越大,导致其有效传热参数越小,不利于热生物传感器中微量反应热信号的检测;在相同Rep时,本研究的有效径向导热系数明显小于文献值,而有效壁面传热参数与多数文献值比较接近。     

钝体燃烧的数值模拟

钝体燃烧模拟考虑湍流和燃烧相互耦合。在标准κ-ε两方程模型下分别采用非预混燃烧模型中化学平衡、稳态小火焰和瞬态小火焰模型，研究不同燃烧模型对组分、温度场以及流场分布的影响。数值模拟结果表明，上述燃烧模型模拟的结果与前人研究成果存在不同程度的差异，稳态小火焰模型优于其它模型，但模拟该燃烧器的燃烧模型尚需进一步完善。     

水平管道对流化床中气泡成长的影响

利用FLUENT模拟了二维流化床内水平管道和气体在不同进口速度下对气泡成长的影响.结果表明,流化床中存在水平管道对气泡的成长有着显著的影响.与未加水平管道相比,床内由于水平管道的阻碍和干扰,气泡的生成和成长速度相对缓慢,气泡的形状在不同时刻也发生较大的变化.而在同一条件下仅气体的进口速度不同时,当床内存在管列,气体进口...     

透明管内的喷射升膜蒸发

<正>在化工、食品和制药工业中经常遇到热敏性物料的浓缩问题。液膜式蒸发器属于一次通过式蒸发器,其停留时间足够短,可减压操作,适用于热敏性物料的浓缩。液膜式蒸发器分升膜、降膜和升降膜式,升膜和升降膜蒸发器的升膜部分的输送动力通常用料液泵。郭雪岩等为蒸发浓缩小处理量的热敏性物料而开发了一种新型蒸发器,其升膜的输送动力用蒸气喷射,尽管前人对绝热两相流和垂直管内的流动沸腾进行了大量的研究,对这种特殊的流动沸腾的研究仍是必要的。文献[2]对蒸气加热的恒壁温条件下的蒸气喷射升液的升膜蒸发进行了实验研究和理论分析。本文的喷射升膜蒸发实验研究是在透明的石英管内,在恒热通量下进行,在石英玻璃管外壁镀一层极薄的透明导电膜,这既可以电加热又不影响观察管内的流动现象。本研究包括对蒸气喷射升膜流动状态的观测和恒热通量条件下喷射蒸发传热的实验研究。     

柱状颗粒填充床的储能性能分析

填充床储能是一种很有发展前景的热能储存技术,它具有可降低存储成本和提高太阳能热系统开发效率等优点。研究人员多采用球形的储能单元,而圆柱体在储能填充床换热中有其独特的优势,因此基于圆柱形和拉西环形两种柱状颗粒,建立了一种潜热储能填充床的三维模型,采用数值模拟的方法分别研究两种柱状颗粒组成的填充床的储能性能,分析了储能填充床的直径比对其性能的影响。研究表明,填充床直径比越大,其储能性能越好。同时研究了圆柱形储能单元高度和拉西环形储能单元孔径对储能性能的影响。结果表明,在研究范围内,由高度为3 mm的圆柱形储能单元和孔半径1.50 mm的储能单元分别组成的填充床储能速率最高。     

厄立特里亚风能资源、电力需求及其适宜的风力机组

分析了厄立特利亚东部红海低地、中部山区高原和西部低地三个地区的风能资源.采用当地的全年风速数据比较了各个地区的风能潜力.根据目前和未来若干年的用电状况预测了各地区的电力需求.也对厄立特里亚政府的风能鼓励政策和与文化背景有关风险提示作了介绍.研究表明,在厄立特里亚东南部地区存在可观的风能资源并且当地也具有电力需求.估计年发电量在2 GWh,相当于全年满负荷运行2 500 h,当地可以安装大量风力机组,全部发电量将超出厄立特里亚全国在可预见的将来的用电量.风速8m·S-1的低速机组是最适合该地区的风电机组.     

湍流模型对钝体燃烧器流场模拟的影响

湍流燃烧过程涉及燃烧反应和湍流在微小时间和空间尺度上的耦合,因此湍流模型的有效性对燃烧器流场CFD模拟的准确性有重要影响。采用5种k-ε类和k-ω类两方程模型和雷诺应力模型模拟了钝体燃烧器内冷流流场,并采用PIV测量方法进行了实验验证。比较和分析数值模拟和PIV实验结果发现,不同湍流模型的模拟结果在诸如速度分布和涡结构上存在较大差别,标准k-ε模型和RNGk-ε的模拟流场最接近本文的实验结果。     

甲烷空气混合气在热氛围燃烧器中自燃特性的数值模拟

以可控活化热氛围燃烧器为计算原型,利用燃烧器形成的热氛围,对喷射的甲烷空气混合气体在热氛围中受热而发生自燃的现象及自燃火焰的稳定性影响因素进行了数值模拟研究。结果表明:相比于射流速度,热氛围温度是影响混合气体自燃稳定性的一个更加重要的因素;在低温范围内,温度的小幅变化会显著改变火焰的起升高度,低温热氛围下火焰起升高度受射流速度的影响程度较大;随热氛围温度的升高,火焰起升高度趋于一个固定值,同时受射流速度的影响程度变小,火焰达到稳定状态。