固液两相流泵的研究现状及展望

重点阐述了固液两相流泵的研究现状及其进展.在内部流动特性方面介绍了固体颗粒在叶轮内部的流动规律,研究了泵内部过流部件的磨损规律及抗磨措施;外部特性主要介绍了泵的几何参数对泵性能的影响.介绍了四种固液两相流泵的水力设计方法,并进行了分析,指出了四种设计方法对固液两相流理论发展的影响.从理论、试验研究和实际应用等方面分析了固液两相流泵性能优化的方向,并对固液相流泵的设计和应用作出了展望.     

正压水煤气立式余热锅炉气固两相流动特性研究

为研究正压水煤气余热锅炉气固两相流动规律,针对正压水煤气立式余热锅炉,采用数值模拟方法分析炉内流动特性.采用RNGk-ε湍流模型和拉格朗日随机轨道模型数值研究正压水煤气立式余热锅炉气固两相流动特性.对炉内速度分布特性、温度分布特性、压力分布特性、颗粒相磨损特性进行研究.结果 表明:入口拐角处形成低速涡流区;烟气流经中部膨胀节后流通截面减小,烟气流速增大,强化换热效果,同时吹扫烟尘,防止下部受热面积灰;烟气流速随入口烟温上升而增大,余热利用率随入口烟温上升呈现出先增大后减小趋势,受热面磨损率随入口烟温上升呈现出先减小后增大趋势,最佳入口烟温为1223 K.     

新型气_固两相流体平均流速测量仪的试验研究

为了解决管道中气～固两相流体平均流速实时、准确测量问题,开发出了基于直接测量方式的新型气～固两相流体平均流速测量仪及相关二次测量系统.为了进一步研究测量仪性能和持续改进结构设计,开发了新型气固两相流体平均流速测量仪,建立了气～固两相流试验系统,对该测量仪进行了相关的性能试验研究工作.试验及现场应用表明,该测量仪性能良好,能够实现对工业管道中气～固两相流体平均流速长期、稳定、准确的测量,测量误差＜2％.现场安装所需要的直管段短,流动阻力小,使用寿命长,能够测量高、低浓度的气～固两相流体平均流速,可以在圆形、矩形截面管道上安装使用,该测量仪已获得了国家发明专利和省部级科技进步奖,已经在数十台电站锅炉上得到良好的应用.     

叶片包角对高比转速离心泵固液两相非定常特性的影响

为了分析叶片包角在固液两相流下对高比转速离心泵非定常特性的影响,采用ANSYS CFX软件和Mixture多相流模型对5种不同叶片包角离心泵的固液两相流进行了非定常数值模拟,分析了叶片包角对固液两相流离心泵瞬时扬程、压力脉动及径向力的影响。研究表明:随着叶片包角每增大10°,固液两相流离心泵的瞬时扬程有所降低,波动时间会延迟0.001 s;流道内及隔舌处的压力值越来越小,脉动幅值越来越大,压力波动时间向后延迟0.001 s;叶轮上的径向力会增大,隔舌处的径向力会减小,受力方均向顺时针偏转;不同包角下的固液两相流离心泵叶轮流道内的压力脉动主频均出现在转频处,隔舌处的压力脉动主频出现在叶频处。其中,叶片包角φ=120°是叶轮流道内压力值和压力脉动幅值增减速度快慢的分界点,也是隔舌处的压力脉动幅值最小值点。     

PIV应用于气固多相流动的研究现状

作为一种瞬时全场测速技术，PIV测试技术近年来在单相流或多相流领域中得到了广泛应用，作者概述了国内外近年来PIV技术在气固多相流动领域中的应用状况，并着重对流化床和循环流化床气固两相流动粒子图像可视化研究工作进展进行了总结和分析，指出PIV技术在循环流化床气固两相流体特性研究中具有很好的应用前景，图1参13。     

固着液滴蒸发研究进展及展望

固着液滴是指附着于壁面上的液滴,其蒸发行为及传热传质特性是喷雾冷却、喷墨打印等相变传热传质领域的基础问题之一。文中重点针对固着液滴蒸发过程所涉及的自身形态演变规律、气液固三相耦合传热/传质/流动特性进行了综述。结合毫微尺度固着液滴基本蒸发模式、热质传递形式、气液两相流动特征和界面输运行为,分析了液滴性质、壁面条件、气相环境条件等关键因素对固着液滴蒸发过程的内在作用机制和影响规律,提出了微纳尺度固着液滴（群）热质传递过程与机理的相关研究展望。     

具有偏流块的弯管文丘里管组合浓淡燃烧器数值分析

研究了一种新型煤粉燃烧器,该燃烧器是由偏流块、弯管和文丘里管组合而成.通过数值计算的方法研究了这种特殊燃烧器的浓度分布特性,分析内部的气固两相流动特性,并通过改变偏流块角度和对比有无文丘流管的情况,研究偏流块角度和文丘里管对燃烧器出口浓淡分离效果的影响.采用RNG k-ε模型和Euler多相流模型研究气固两相流动.结果...     

椭圆管矩形翅片清洗影响因素的数值分析与优化

对电站空冷凝汽器椭圆管矩形翅片空气侧进行了液固两相流清洗的数值模拟,分析了清洗流速、固相颗粒粒径、固相体积分数对壁面平均剪切应力及流动阻力的影响。确定最优清洗流速、固相颗粒粒径、固相体积分数的组合形式。结果表明:随着清洗流速、固相颗粒粒径、固相体积分数的增加,壁面平均剪切应力和流动阻力均持续增大并呈单调增加趋势;综合考虑清洗效果和节水节能,采用正交试验法分析确定清洗椭圆管矩形翅片的最优组合为入口流速14m/s,固相颗粒粒径0.4mm,固相体积分数0.06。结果为椭圆管矩形翅片的优化清洗提供理论基础。     

换热器各流路对壳侧气液两相流动特性的影响

针对工业中广泛应用的管壳式换热器，应用空气-水两相混合物实验研究了壳侧旁路，泄漏流对气液两相流体流动特性的影响，以Ishihara两相流动模型为基础，建立了以横掠管束的主流路为基础的错流区通用两相压降计算关联式，通过错流区，泄漏流的分相流动模型，分析计算了主流路，旁路，泄漏流中气液分布，也分析了泄漏流对壳侧单相，两相总流量在各个分流路的流量分配影响，研究表明，主流路和旁路中气液各自占相应总流量的比例在不同的流型下明显不同，且比例值的波动范围较大，气液流量的分布在壳侧是不均匀的，折流板/换热管之间的泄漏流对壳侧的两相流动特性影响较小，而折流板/壳体之间的泄漏流影响较大。     

叶片包角对低比转速离心泵固液两相流动的影响

为了探索叶片包角对低比转速离心泵固液两相流动的影响,采用Mixture多相流模型,利用CFX对4种不同叶片包角的低比转速离心泵进行了固液两相湍流数值模拟,分析了固液两相流中颗粒体积分布规律及速度变化规律。研究表明,在相同的泥沙含量条件下,随着叶片包角的增加,效率有所上升,叶片包角在φ=150°时效率达到最优;同时,随着叶片包角的增加,固体颗粒有从叶片工作面向叶片背面迁移的趋势,叶片工作面上的固体颗粒主要聚集在叶片高度的0.035 2处,叶片背面上的固体颗粒主要聚集在叶片出口处;随着包角的增大,叶轮内的固液两相速度差越来越小,流动更加均匀;叶片背面的固相速度在φ=160°、叶片高度为0.03时最大,为15.2m/s。     

新型平板型热管热回收装置传热性能实验研究

文中对采用了平板型热管技术的热回收装置的传热性能进行了实验研究。基于北京地区冬季室外气象条件,通过变化热回收装置的迎风风速、管排数、冷/热流侧风量比等参数,对该平板型热管热回收装置的换热效率、热回收量、系统能效比以及阻力特性等进行了比较分析。所得结果将对该热回收装置的优化设计与工程应用提供参考。     

Numerical Simulation of Re-Entry Flow: Heat Flux Evaluation

Abstract

The problem of heat transfer in a four channel plate heat exchanger involving the effect of unsymmetrical heat transfer in the outer two channels is studied analytically and experimentally. An energy balance over a control volume yields the governing system of differential equations that has been solved exactly for the cases of parallel flow and counterflow to give the temperature distribution in the channels. The results show that zero or even reversed heat flow may be obtained at the middle plate of the heat exchanger. Expressions for the heat exchanger efficiency and the log-mean temperature difference correction factor in terms of the heat capacity rate ratio and the number of transfer units are presented. Experiments carried out with a counterflow plate heat exchanger show reasonable agreement between the experimentally observed and the theoretically calculated efficiencies and mean driving temperature differences.     

圆形换热板片传热及流动性能对比计算研究

整理了几种与研究结构相关的换热器的传热系数与压降计算公式,如:螺旋板式、伞板式、弯管式,并针对新型圆形换热板片进行了传热和压降的计算研究及其对比分析,得出了板片的主要设计参数对流动与传热的影响规律,所做工作对新型圆形板片式换热器的优化设计有重要的参考价值。     

新型波纹板壳式换热器的研制

介绍作者研制的一种新型波纹板壳式换热器。由于它在高效、紧凑、长寿命、低成本以及不仅适合常规传热，而且适合液膜传热传质等方面的突出优点，其工程应用范围十分宽广。     

蓄冷平板相变换热器凝固传热特性研究

本文建立了蓄冷平板相变换热器中蓄冷平板单体凝固过程变化规律的数理模型,并用一种简便方法求解了凝固过程非稳态移动界面传热问题,获得了有关传热速率,界面移动,载冷剂出口温度的变化规律,讨论了蓄冷平板相变换热器的传热特性。     

间接蒸发冷却板式换热器的(火用)效率分析

在考虑壁面两侧空气温度实际变化的前提下,对间接蒸发冷却传热过程中影响yong效率的主要因素,如一次空气进口温度、一、二次空气流速之比,二次空气相对湿度,一、二次通道宽度之比以及壁面润湿率进行了分析研究,为实际换热器设计提供理论依据。     

Comparative Study of Thermal Performance of Parallel Plate and Rectangular Microchannel Counter Flow Heat Exchangers

This paper is aimed at comprehensive investigations of the thermal performance of parallel plate and rectangular microchannel counter flow heat exchangers based on axial conduction, number of transfer units, and non-dimensional power density. The geometrical parameters of the two configurations are optimized for a given heat transfer rate, effectiveness, and pressure drop. A reduced order model of rectangular micro channel counter flow heat exchanger is developed in which it is transformed into a hydrodynamically and thermally equivalent parallel plate micro heat exchanger. To improve the accuracy of the model, correction factors obtained from detailed computational fluid dynamics model are introduced. Various factors affecting the dimensionless power density of both the counter flow micro heat exchangers are studied. It is found that the axial conduction plays an important role on the performance of rectangular channel counter flow micro heat exchanger. In the limiting case where the channel aspect ratio tends to zero, the dimensionless power density of rectangular channel is found to approach that of a parallel plate counter flow micro heat exchanger.     

Analysis of a Parallel-Flow Heat Exchanger with a Heat Source

In this work, a modified analysis of a parallel-flow plate heat exchanger that takes into account a volumetrically uniform heat source in the hot fluid is presented. New expressions for the number of transfer units (NTU) and effectiveness of the heat exchanger are derived. These expressions are verified against the conventional effectiveness–NTU relations in the limit of zero heat source rate. This situation is of interest in applications such as the ammonia–water absorption absorber heat exchanger where a heat source is generated in the solution side. The model studies two cases based on the minimum and maximum heat capacities of the hot fluid. The results show that the number of transfer units and the effectiveness of the heat exchanger are the same for both cases. The analysis is applied to the absorber heat exchanger. Expressions of effectiveness and number of transfer units of a counterflow heat exchanger with a heat source in the hot fluid stream are also given from minimum and maximum heat capacities points of view.     

板式空气_空气热交换器热工性能实验研究

本文以两台波纹铝板空气一空气热交换器为例,对其传热和阻力特性进行了实验研究,得出了雷诺数在900～4000范围内,传热因子j和平均摩擦阻力系数f随雷诺数的变化规律,并分析了热交换器结构和不同强化传热元件对其换热和阻力特性的影响。     

Heat transfer in a PEMFC flow channel

A numerical method was applied to the heat transfer performance in the flow channel for a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) using the finite element method (FEM). The heat transfer enhancement has been analyzed by transversely installing a baffle plate and a rectangular cylinder to manage flow pattern in the flow channel of the fuel cell. Case studies include baffle plates (gap ratios from 00.05 to 0.2) and the rectangular cylinder (width-to-height ratios from 0.66 to 1.66 with a constant gap ratio of 0.2; various gap ratios from 0.05 to 0.3 with a constant width-to-height ratio 1.0) at constant Reynolds number. The results show that the transverse installation of a baffle plate and a rectangular cylinder in the flow channel can effectively enhance the local heat transfer performance of a PEMFC. The installation of a rectangular cylinder has a better effective heat transfer performance than a baffle plate; the larger the width of the cylinder is the better effective heat transfer performance becomes.