柱状燃烧室内旋流喷雾过程的数值模拟

采用Eulerian-Lagrangian方法对不同空气旋流强度下柱状燃烧室内的旋流喷雾过程进行了数值模拟.空气旋转射流将诱使燃烧室内产生中心回流区和角回流区,随着旋流数S的增大,中心回流区呈轴向缩短、径向膨胀的趋势,而角回流区则逐渐减小.喷雾射流与中心回流边界层内,存在强烈的动量交换,随着轴向距离的增加,两相平均速度由多峰分布逐渐转变为单峰分布;随着旋流数S的增大,中心回流对喷雾射流的压迫作用有所减弱.旋流数S过小将造成小颗粒碰壁、燃料高浓度区集中于燃烧室前部,旋流数S过大则导致大颗粒穿透混合边界层、燃料高浓度区严重后移,都可能恶化燃烧效果.对于气泡雾化喷嘴,选取S=1.41的旋流配风装置可以取得良好的空气/液雾混合效果.     

双台阶超燃冲压发动机燃烧室流场数值模拟

采用RNGκ-ε湍流模型以及有限速率化学动力学模型,求解了二维Navier-Stokes方程,分别以氢气和乙烯为燃料数值模拟了具有双台阶单凹槽的超燃冲压发动机燃烧室的流场,并与试验数据进行了对比。计算结果表明:双台阶下游和凹槽处出现了有利于燃烧和火焰稳定的回流区;在隔离段入口马赫数2.0左右时,该燃烧室可以实现在亚燃和超燃两种模态下工作,燃烧效率在0.7以上;数值模拟壁面压力分布的结果与相应的试验结果吻合良好。     

生物质与煤共燃温度场的数值模拟

以内蒙某电厂600 MW四角切圆煤粉炉为例,利用流体动力学软件"Fluent"对生物质在各掺混比下与煤的共燃进行了数值模拟,得出不同混燃比例对炉内流场,温度场的影响。计算结果表明,混燃生物质后炉内流场无明显变化,炉膛温度下降,且随着混燃比例的提高,炉膛温度降低。     

固体吸附式制冷系统中吸附床内传热过程的数值模拟

通过对固体吸附床的模拟来优选吸附床的型式，建立了非稳态，有内热源的模型，分别对螺旋管外换热式吸附床和内热换热式吸附床进行模型，考虑到多微孔物质的传质和传热阻力在的情况，又建立了翅片换热式吸附床和肋片换热式吸附床的传热传质模型，通过分析13X－H2O工质对在中附床内的脱附速率等参数，优选出较为适宜的吸附床模型，并在优选得到的模型上模拟自制吸际剂的脱附特性及床层温度分布，结果表明，增加翅片或肋片能增强床层的传热效果，其中增加肋片效果更显著。的数学模型及计算结果及吸附床设计和应用及商业化提供了理论依据。     

相变蓄热罐传热过程的数值模拟

针对翅片管蓄热罐内的热水流动传热以及石蜡的相变蓄热进行了计算流体力学仿真.以蓄热罐的单个蓄热单元为研究对象进行了三维几何建模和非稳态数值计算,所得到的仿真数据能较全面地反映出蓄热单元传热过程中温度场和相变界面的变化规律,对蓄热罐的结构设计和优化运行有重要的参考价值.     

多孔介质内低热值气体燃烧及传热数值模拟

以一个简化的氧化铝(Al2O3)堆积小球多孔介质燃烧器为模拟对象,使用计算流体力学(CFD)方法对低热值气体燃烧进行模拟研究.考虑气体的湍流扩散和气固间的对流换热及固体间的辐射和导热换热,通过研究多孔介质内的压力分布、速度分布、温度分布及组分分布,对多孔介质内的总的热流密度及辐射热流密度进行对比分析,揭示燃烧器内不同轴向位置的燃烧及换热规律.结果表明,低热值气体在氧化铝(Al2O3)堆积小球多孔介质燃烧器内燃烧时火焰面前沿气固温差大于火焰面后气固温差.火焰面前沿固体温度高于气体温度,热量由固体传向气体,对流换热强度较大;火焰面后沿气体温度高于固体温度,热量由气体传向固体,对流换热强度较小.     

双蓄热式环形炉内流动与传热过程的数值模拟

为了描述双蓄热式环形加热炉在特殊结构下流动、传热和燃烧过程的特性，建立了非对称双蓄热式环形实验炉内流动、传热和燃烧过程的数学模型.湍流模型采用标准κ-ε双方程模型，燃烧模型采用平衡混合分数（PDF）模型，辐射传热模型采用离散坐标(DO)辐射模型.利用数值仿真软件进行了模拟计算，结果表明，炉膛内温度均匀性较好，一氧化碳的燃烧完全，二氧化碳的浓度在炉内分布均匀.     

W型火焰煤粉锅炉炉内传热过程的三维数值模拟

本文研究了Ｗ型火焰煤粉锅炉炉内传热过程的数值模拟计算方法．用蒙特卡洛法计算辐射换热，用差分法计算对流换热及导热．利用这一方法计算了３００ＭＷＷ型火焰锅炉炉内的温度分布，取得了比较满意的结果．另外，本文还对有关蒙特卡洛法的几个问题进行了研究．     

轧板热轧过程传热性能的数值模拟

通过建立数学模型，研究了轧板在粗轧、精轧过程中的温度变化．为了正确估计轧板的温度，应考虑轧板-轧辊接触面以及轧辊同的热传递．数值结果表明，轧辊的冷却作用对轧板温度分布有显著影响．此外，对轧板温度进行数值分析时须考虑氧化皮和轧板-轧辊接触面处润滑膜的影响．     

RQL燃烧室湍流混合数值模拟研究

为了给航空发动机燃烧室的设计与优化提供数据支持,采用RNG(renormalization group)k-ε湍流模型对RQL燃烧室内混合流场进行了数值模拟,并用SIMPLE算法求解离散方程,得到的RQL燃烧室内混合流场模拟结果与实验数据相符。运用等效思想,通过对混合流场及近壁区流场温度分布的分析,讨论不同掺混喷嘴几何结构和射流通量对RQL燃烧室混合质量的影响。结果表明,不同的喷射角度和喷射速度,对RQL燃烧室混合质量的影响明显。     

燃烧室下游流场优化数值模拟研究

建立燃气轮机燃烧室点火前的流体流动计算模型,利用计算流体力学软件,对3组不同速度流体的流动情况进行了模拟计算分析燃烧筒流道内的速度场,压力场,对比燃烧筒内在不同压力和速度下流场内流体的流动,模拟计算区域的流场,然后实际进行点火实验,验证模拟结果,发现流场分布最均匀最有利于点火.     

螺旋槽管管内强化传热的三维数值模拟

基于周期段模型,对不同结构参数的螺旋槽管管内流动和换热进行了三维数值模拟,得到了管内流体湍流流动的速度场和温度场的细观分布.结果表明,随着槽深增大,螺旋槽管换热性能增强的同时阻力系数也相应增大;随着螺距增大,其换热性能减弱且阻力系数明显减小.最后,结合模拟结果数据,拟合出了努赛尔数Nu和阻力系数f的相应关联式.     

旋风预热器预热过程数值模拟试验研究

本文通过“三传一反”基本原理,建立了四级旋风预热器系统的预热过程气体平衡、物料平衡、热量平衡与流体、传热动动力学过程耦合的数学模型,并确立了其求解方法,通过对某厂实例的具体分析计算,表明该方法计算结果能较好地反应实际情况,为设计和优化预热器系统提供了一条有效的途径和方法。     

螺旋槽管管内传热与流动性能的数值模拟研究

采用数值模拟方法对以空气为介质的7根螺旋槽管的传热及流阻性能进行了计算,并与圆形光滑管进行了比较.分析了螺旋槽管强化传热机理,发现其场协同程度得到改善是其传热得到强化的主要原因.同时还分析了管内Re数、槽深e、节距p以及滚球半径r对螺旋槽管换热与流阻性能的影响,结果表明:在相同流量下,节距一定时,槽深越深,换热效果越好,同时阻力也越大;槽深一定时,节距越小,流体边界层分离作用越明显,管内换热越强,流动阻力也随之增大;滚球半径对传热影响比较小,但是对流动阻力的影响却比较大.     

热管式溶液吸收器传热传质过程的数值模拟

本文首次利用水重力热管，以溴化锂水溶液为工质，对在热管外壁面上溶液降膜吸收水蒸气并移出吸收热的传热传质过程进行了数值模拟。结果表明，在一定条件下，所需热管加热段长度随膜雷诺数的增加而增加，随输出热温度的提高而减小，并且降膜平均传热和传质系数随膜雷诺数的增加而降低；利用热管作为吸收器的传热传质元件，其传热温差很小，但在较大浓差和较大雷诺数下，所需热管加热段长度太长。在热管外壁面上的溶液降膜吸收过程有待强化，以使吸收过程产生的热量与热管的传热能力相匹配。     

回转窑筒体非稳态传热过程的数值模拟

在对回转窑传热过程进行分析的基础上,以某氧化铝厂4.5×90m的回转窑作为研究对象,建立了关于窑横截面筒体非稳态传热过程的二维数学模型,然后对窑筒体温度沿径向的分布和窑壁内表面温度随时间的变化情况进行了数值模拟计算。模拟计算结果表明,当回转窑操作正常时,窑筒体外表面的散热损失基本不变。若将窑筒体的蓄热、放热周期过程作为整体考虑,则回转窑内的换热过程可以简化为稳态换热,窑筒体径向温度可视为线性分布。     

乙醇均质压燃燃烧过程的化学动力学数值模拟

为了全面分析醇类燃料均质压燃的燃烧过程,利用乙醇高温反应化学动力学机理,建立了乙醇HCCI燃烧模型,利用该模型计算了燃烧过程中各组分的变化情况。得出了如下结果:H2O2和HO2在压缩过程中随着温度的升高逐渐累积,它们的峰值都在着火点附近。OH基和H基浓度在着火时刻瞬间达到最大值,并且OH基的浓度远远高于H基。燃料大量燃烧放热之后,H基浓度快速下降到很低的水平,OH基的浓度也降低到很低的水平,但是其变化速度比较慢,在上止点40℃A之后才趋于稳定值。     

煤浆电脱水过程的物理模型

对煤浆电脱水过程的特点进行分析,并以“电渗水迁移只对一定电流密度（电场强度）条件下的可动水分起作用”的假定为基础,分别建立了恒电流和恒电压脱水的物理模型．结果表明：该工艺形式结合分段加电方式用于煤浆的脱水是可行的．     

煤浆电脱水过程的物理模型

对煤浆电脱水过程的特点进行了分析，并以“电渗水迁移只对一定电流密度条件下的可动水分起作用”的假定为基础，分别建立了恒电流和恒电压脱水的物理模型，结果表明，该工艺形式结合分段加电方式用于煤浆的脱水是可行的。