空心喷雾油滴碰撞热多孔介质的数值研究

为加深对多孔介质发动机中均匀混合气形成的了解,用改进的KIVA-3V详细模拟了空心喷雾油滴碰撞热多孔介质的过程。在KIVA-3V中增加了油滴碰撞热多孔介质壁面的碰撞模型、传热模型及空心喷雾的线性不稳定性液膜破碎(LISA)模型。油滴与热壁的碰撞模型和传热模型经检验证明了其合理性。在简化多孔介质结构的基础上,在不同的环境压力及喷雾锥角下,模拟了空心喷雾与热多孔介质的相互作用。计算结果表明:油雾在碰撞到热多孔介质后,发生分裂的油束和多孔介质区域的高温,促使油滴实现快速蒸发并为油蒸汽与空气充分混合创造了前提。不同的空间压力及喷雾锥角直接影响到油滴在多孔介质中的分布。     

伞喷油雾与热多孔介质相互作用的数值模拟

为深入认识多孔介质发动机中均匀混合气的形成,用改进的KIVA-3V详细模拟了伞喷油雾与热多孔介质之间的相互作用．在KIVA-3V中增加了油滴碰撞热多孔介质壁面的碰撞模型、传热模型．为检测数值模型的合理性,在Senda等人的实验条件下进行了数值计算．油束碰壁后油滴和油蒸气分布的数值计算结果与实验结果吻合较好．在简化多孔介质结构的基础上和不同的环境压力及喷雾锥角时,模拟了伞喷油雾与热多孔介质的碰撞过程．计算结果表明,伞喷油雾的喷雾锥角及空间压力对油滴在多孔介质中的分布有着很大的影响,在多孔介质厚度一定时,通过调节这些参数,能够形成均匀混合气．     

预混气体在多孔介质中往复式超绝热燃烧的数值研究

根据气、固两相局部非热平衡假设,建立了RSCP系统的二维非稳态数学模型,对于固体能量方程中的辐射源项采用辐射传递的有限体积法求解,研究了当量比、换向半周期、混合气流速对温度分布、辐射热流量和放热率的影响,考察了最高温升和可燃极限与这些参数之间的关联．研究表明,燃烧室内温度呈梯形分布,高温区较宽;气体的最高温度明显高于绝热火焰温度;贫可燃极限显著扩展,对提高燃烧效率和节约能源有重要作用。     

多孔介质发动机再热循环有限时间热力学分析

建立了多孔介质（PM）发动机循环的有限时间热力学模型，对PM循环进行了分析，导出了存在摩擦及传热损失时循环功率与压缩比、效率与压缩比以及功率效率的特性关系，同时由数值计算分析了压缩比、预胀比、传热损失和摩擦损失对循环性能的影响特点。将PM循环与Otto循环进行了比较，结果表明：PM循环的性能要优于Otto循环的性能。     

微型热光电系统多孔介质燃烧器性能的实验研究

为保证微型热光电动力系统能稳定、高效地工作,燃烧器壁面需有较高的温度,且分布均匀．对采用多孔介质结构的微型燃烧器进行了实验研究,分析了孔隙率、CH_4/O_2混合比等因素对燃烧器性能的影响．结果表明,采用多孔介质结构可以改善燃烧器内的燃烧传热过程;合理选择孔隙率和工况参数,可以优化燃烧器壁面温度分布,提高系统工作性能．     

多孔介质燃烧器研究

多孔介质具有大蓄热和强辐射的特点,以能够提高燃烧的经济性被人们所重视。多孔介质燃烧技术是一种相比于传统燃烧技术是一种近几年来比较新颖独特的燃烧技术,本文介绍了多孔介质应用于燃烧技术及不同类型的多孔介质燃烧器的研究现状、前景、优点和应用,分析不同类型燃烧器之间的联系,并给出各种实验性燃烧器的优缺点。对于不同的多孔介质材料的研究进行介绍。     

预混气体在多孔介质中往复流动下超绝热燃烧的理论探讨

预混合气在多孔介质中往复流动下的超绝热燃烧技术(简称RSCP)被称为划时代的燃烧技术,文章探讨了RSCP燃烧器的工作原理,全面阐述了多孔介质和换向装置在其中的作用;从能量守恒定理出发,通过数学分析给出了超绝热火焰产生的理论依据,提出超绝热现象是多孔介质中积累的热量的热传播波与混合气燃烧时的燃烧波叠加的结果。     

含内热源可燃性多孔介质中的传热研究

煤粉、弹药等含内热源的可燃性多孔介质传热过程在自然界和工程中广泛存在。文中分析了可燃多孔介质的热传递机理，建立了相应的导热计算模型，给出了典型物种在内热源作用下的内部温度场。     

渐变型多孔介质燃气装置的试验研究

在一台0.8 t/h渐变型多孔介质燃气锅炉上进行了传热特性、污染物排放特性和阻力特性试验研究,结果表明,该多孔介质燃气炉具有体积小、负荷调节比大、换热效率高、污染物排放低和气流阻力小等特点.该燃气锅炉的特点是在燃烧室中设置有多孔介质与布置在其中的冷却介质管束,同样功率的多孔介质燃气炉体积只有常规自由火焰锅炉体积的1/5,换热效率大于90%,Nox排放质量浓度低于45 mg/m3,压降小于0.001 Mpa.     

多孔介质回热微燃烧器预混燃烧特性研究

设计了多孔介质回热徽燃烧器,对微燃烧器内H2/Ak的预混燃烧特性进行了实验研究和数值模拟,实验结果表明,当过量空气系数1.0＜α＜3.0时,微燃烧器具有较高的燃烧效率,出口烟气温度和较低的燃烧热损失率,且燃烧热功率P越高,α越大,热损失率越小.当P=100 W时,其出口烟气温度最高可达到1 232 K,当α=3.0时,燃烧效率仍达到96.85％,而热损失率仅为14.87％.数值模拟结果表明,由于采用了回热夹层和多孔介质回热结构,有效地回收了热量损失,使得微燃烧器具有良好的热性能.证明设计的多孔介质回热微燃烧器是一种燃烧效率高、热损失率低的微燃烧器.     

等离子体作用下圆管填充床温度场研究

在等离子体一催化协同脱硫脱硝中,一方面,多孔介质催化剂的吸附、解吸附及催化剂颗粒的活性都与催化剂温度密切相关,催化剂的温度受温度场影响.另一方面,反应器温度低、含水率高、热份额高和化学能低,不利于解吸附作用;因此对反应器中气体温度场的研究对脱硫脱硝过程具有重要意义.文中分别讨论了在不同电压和相同电压不同空气流量下.非平衡等离子体对竖直圆管填充床内温度场的影响.试验研究表明:电压及空气流速对填充床内温度场的影响比较明显.     

辐射通道一维稳态温度场数值模拟

为得到辐射对流通道中的温度分布,依据能量守恒原理,建立了辐射、对流非线性边界条件下圆形管壁与管内空气的传热数学模型,提出了管壁温度、管内冷却空气温度一维稳态换热有限差分求解方法,其中辐射换热计算采用基于辐射传递系数的蒙特卡罗法。分析了相关参数对辐射通道温度分布的影响,所研究的参数包括辐射器表面温度、管道长度与半径比、管内冷却空气流速等。计算结果表明：辐射器表面温度是影响辐射通道最高温度的主要因素。此方法可为辐射通道精细的热工特性计算提供温度场数据。     

交替方向隐式迭代法计算火灾下埋地管道温度

埋地输油管道在运行中有时会遇到地面火灾,土壤中的热力平衡被破坏,土壤温度重新分配,从而进一步影响管壁温度分配。针对地面发生火灾这一情况,分析非稳态热力过程,建立了热力计算模型。运用交替方向隐式迭代法对计算模型进行计算。在差分网格的划分中使用了混合网格法。在VB环境中编制了相应的软件,实现基础数据输入,温度场迭代、结果输出等功能。这一模型的建立,为后续的管内输送介质温度分配的研究提供了科学依据。     

Lattice Boltzmann simulation on flow fields connected with multiple side‐channels

For this study, using the lattice Boltzmann method (LBM), we conducted flow‐field analyses in which two straight channels were mutually connected with multiple side‐channels. Results showed that calculated flow fields can be categorized into three types of flow pattern depending on flow field geometry and flow conditions. The following typical flow patterns were identified: case 1, the incoming flow passes uniformly through the side channels; case 2, the flow passes preferentially through the side channel in the inlet and the outlet; and case 3, the flow passes mainly through the side channel of the outlet side. Results also indicate that these flow patterns depend on two dimensionless parameters: the ratio of permeability of the side channels to the channel width, and the Reynolds number. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res, 36(2): 96–104, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www. interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/htj.20143     

膜式水冷壁温度场分布的数值计算

采用有限元差分方法对膜式水冷壁这一形状不规则的管壁进行温度场分布计算。其中,应用了附加源项法,扩充区域法以区域分离法。     

圆筒形多层砌体非稳态热计算

对圆筒形多层砌体非稳态传热用有限差分法进行了分析,提出圆筒形多层炉墙非稳态传热的界面层温度计算公式、外表面层温度计算公式以及炉墙温度场计算公式。计算结果表明,炉墙外表面温度计算值与实测值误差仅为4.06％。吻合较好,可满足工程要求。     

第二道环闭口间隙与机油消耗

通过对第二道环闭口间隙对机油消耗的影响进行试验研究,提出适当加在第二道环闭口间隙,可效降低发动机机油消耗。     

液体混压油膜轴承润滑机理及分析

以雷诺方程和流量连续方程为基础建立了液体动静压轴承润滑机理的基本模型,利用有限差分法来求解雷诺方程和流量连续方程。对于轴承的承载力、温升和摩擦功耗等参数均给出求解方法,为动静压轴承的设计计算及分析提供一个理论基础,为工程设计计算提供指导作用。