高电压技术在制冷设备除霜中的应用

为解决制冷系统除霜技术存在的问题,介绍了利用高压静电场技术及扫频高压交流电场技术在制冷系统中除霜的机理及研究进展,基于电流体动力学理论分析了霜晶分别在自然生长以及受高压静电场影响两种情况下不同的生长特性、机理和高压静电场中影响霜沉积量的主要电场参数,以及影响扫频高压交流电场技术除霜效率和能耗的主要参数。研究表明:电压及电场极性对高压静电场除霜的效率影响显著,频宽及交流电场持续施加的时间则是影响扫频高压交流电场除霜效率及能耗的主要电场参数;扫频高压交流电场除霜技术相比于静电场除霜技术,在除霜效率上更高,但能耗上处于劣势。最后,从除霜效率及能耗角度出发,提出了进一步深入研究的方向。     

恒壁温下矩形微通道热沉换热特性分析

建立了恒壁温条件下矩形硅微通道热沉的三维模型,对微通道内单相层流的换热和流动特性进行了数值模拟研究,分析结果表明:沿流动方向,热沉流体域的温度梯度大于固体域的温度梯度,且最大的温度梯度出现在入口段;除恒温热沉顶面外,通道顶面的温度最大,通道底面和热沉底面的温度近似趋于定值。通道内的换热研究发现,通道侧壁面的Nu数最大,顶面与底面相差很小,角落处的Nu数趋近于0。     

采用石灰浆液荷电雾化的脱硫机理试验研究

采用环形电极、机械雾化喷嘴等组成的荷电雾化装置,通过测试石灰浆液的荷质比、喷浆脱硫前后烟气中二氧化硫浓度的变化,探讨和分析了不同流量时的荷质比变化规律,首次对不同荷电电压、荷质比与脱硫效率的关系进行研究.结果表明:雾滴的荷电效果与浆液流量有关,且对于同一喷嘴存在荷电效果最佳的流量值;在相同钙硫比条件下,浆液荷电相对于非荷电时脱硫率明显提高;在不同钙硫比情况下,浆液荷电与非荷电的脱硫率变化趋势基本相同.     

乳化燃油静电雾化节能减排的研究与前景

分析了国内外燃油乳化、燃烧技术以及燃油静电雾化的应用与研究情况.从乳化燃油雾化质量与燃烧特性的角度,认为限制该技术进一步全面推广使用的原因为燃油乳化之后的雾化阻力增大引起的雾化质量下降以及固定的掺水比例的乳化燃油无法解决柴油机低负荷不稳定和高负荷高排放的难题.在此基础上首次提出了将静电雾化技术与燃油乳化燃烧技术相结合的构想,并结合国内外研究情况,分析了这2种先进的燃烧技术相结合的可行性以及对节能减排的应用价值.     

液液静电雾化特性

对水静电雾化弥散于玉米油的液-液雾化过程进行了实验研究。通过拍照对雾滴形态进行了观察。观察表明,不同电压下液-液雾化会呈现出滴状和云状雾化两种较为典型的雾化形态,在两种形态下液滴具有不同的形貌和运动特点,本文给出了两种雾化形态的出现条件及特征描述。通过Winner99颗粒图像分析仪及雾滴尺寸的分布理论,对不同静电电压下雾滴直径的分布规律进行了定量分析。研究结果表明,液-液静电雾化中雾滴的直径分布服从Rosin-Rammler分布规律。随着电压的升高,雾滴直径分布趋向均匀,雾化细度得到改善。与在空气中雾化有所不同,液-液雾化中雾滴分布的概率密度曲线峰值两边呈现出显著的不对称性,小液滴数尺寸分布较窄而大雾滴数的尺寸分布较宽。随着电压的升高,大雾滴尺寸分布有所变窄,概率密度曲线趋近对称。     

高压静电雾化雾滴粒径双峰分布概率密度模型

为预测毛细管—环电极配置的高压静电雾化系统下水静电雾化雾滴粒径的分布规律,采用颗粒动态分析仪测试了该系统的雾化雾滴粒径。当环电极电压在15~25 kV之间时,静电雾化模式为泰勒锥射流模式,雾滴粒径呈显著双峰分布规律,对此利用一种可双峰分布的概率密度函数建立了预测该模式下粒径分布规律的统计学模型,并与试验数据对比进行了误差分析,讨论了误差原因。结果表明:随着电压的增加,电场力耦合因素的影响将导致误差增大;在每个电压工况下最大误差均出现在双峰之间的谷值附近,但均<15%,总体上该模型能较好地与试验数据相符。     

水煤浆气力式静电雾化喷嘴设计及雾化流场形貌

借鉴已有的常规水煤浆气力式雾化喷嘴的研究与应用成果,设计了新型的气力式静电雾化喷嘴。在此基础上搭建了以环电极感应充电方式的水煤浆静电雾化实验台,利用激光粒子成像速度仪(PIV)上的CCD相机对其静电雾化流场的形貌进行实验观察,获取其荷电射流雾化角度随外加电场增加的变化情况;并利用激光粒子动态分析仪(PDA)系统分别获得流场轴线上以及轴线150 mm处横截面的透浆率随环电极电压的变化情况。实验结果表明:在感应电场的作用下,荷电喷雾流场随外加电场的增加而扩展,射流雾化角在42°—65°变化,且随充电电压的上升略呈一定的指数规律增加;水煤浆雾滴在射流轴线附近聚集的现象得以改善,浆滴在雾炬空间的弥散愈加均匀,可在一定程度上解决水煤浆雾炬核心区贫氧燃烧的难题。     

气—幂律两相流体流经截面突缩管的数值模拟

为揭示空气-幂律流体流经截面突变时的两相流动规律,尤其是两相参数沿流向及管截面分布及压降的变化规律,根据气液两相流理论,并考虑幂律流体的本构方程,建立了空气-幂律流体两相流动数学模型。在此基础上,采用商业软件Fluent对空气-幂律两相混合物流经截面突缩管道的流动特性进行了数值模拟,获得了两相参数沿轴向及截面方向的分布规律。研究表明:气相、液相速度及压降随着输入含气量的增大而增大;两相参数在截面突变附近有急剧的改变,但其突变位置却有所不同;另外,两相参数的截面分布沿流程也有所不同。这些研究结果对相关系统的设计提供了理论依据。     

环状侧电极火花塞头部导热特性研究

环状侧电极火花塞较之传统单侧电极具有良好的点火性能,但是其头部易积炭的缺点限制了在内燃机中的使用寿命。为此,采用有限元数值模拟方法,以F6TH型多向点火火花塞为原型,将其几何结构及边界条件合理简化后,建立此火花塞头部的二维非稳态导热数学模型,运用ANSYS软件进行了热荷加载及温度场数值模拟,得出了四种不同尺寸组合情况下火花塞头部温度场分布情况,分析了环状侧电极的宽度、中心电极芯部半径及中心电极帽部半径尺寸这三个关键结构参数的改变对温度分布的影响趋势。最后利用模拟分析结果结合此产品具体使用情况的反馈报告,进而为此问题的解决提供了可行性较强的定性方案和建议。所得结论对于火花塞的结构设计具有实用参考价值。     

GTEM小室中EUT受试电磁场场分布性能

研究了GTEM小室中EUT受试电磁场的场均匀性和主TEM模特性。在笛卡尔坐标系中建立了加入金属EUT后GTEM小室的三维FDTD模型,计算分析频率达2 GHz。计算了一个“大EUT”和“小EUT”的场分布特性,分析了EUT大小对场分布性能的影响。不仅研究了主分量的场均匀性,还研究了总场强的场均匀性,此外,还给出了各场分量的平均值随频率变化的趋势。研究结果表明:满足“小EUT”条件时,场均匀性良好,而“大EUT”在超出其许可频率后,场均匀性下降;在高频情况下不论是“大EUT”还是“小EUT”交叉极化特性均有所下降,主要表现为纵向场分量的增加。