液固循环流化床中的颗粒速度场

利用超声多普勒测速仪（UDV）对液固循环流化床中颗粒流场进行了系统的实验研究.实验测定了不同轴向位置处的颗粒速度分布,得到了较完整的颗粒速度场,分析了入口区对流场分布的影响,考察了表观液速和颗粒循环速率等操作条件对颗粒速度场分布特点的影响,并利用各影响因素之间的相互关系对流型和速度的变化进行了分析.     

改良型湿壁塔液膜传质特性与端末效应的研究

本文采用疋田晴夫等提出的改良型湿壁塔作为建立研究传质的基础实验装置.测定了液膜厚度沿壁的分布,实验结果表明膜厚的实验值与理论值吻合较好;又选用CO_2-H_2O系统对塔的液膜传质特性进行了研究,并提出了液膜传质系数的无因次准数关联式;实验结果与渗透理论计算值比较,获得了良好的一致性.研究还表明通过简单地操作控制即能消除由端末效应引起的偏差.因此改良型湿壁塔是进行气液传质研究的良好装置.     

加强筋结构对离子膜内场分布特性的影响

为研究加强筋结构对离子膜内场分布特性的影响,采用多孔介质渗流模型、稀物质传递及二次电流分布模型,对电场条件下含加强筋的离子膜内物质迁移过程进行了数值模拟,得到了物质在膜内的对流速度、浓度及电流密度分布,考察了加强筋形状、间距及成网方式对场分布特性的影响。利用拍照法和图像处理技术对电解后膜表面离子浓度进行了测量,实验结果与模拟结果吻合良好。结果表明,在加强筋所围成的空隙中心处对流速度最大;越靠近加强筋,速度越低,浓度和电流密度越大;采用正交型加强筋,膜内具有较高的对流速度和电流密度;加强筋间距越大,电流密度越低,分布越均匀;采用椭圆形长轴迎流的加强筋时,膜内具有最高的电流密度,但其电流密度分布最不均匀。     

加强筋结构对离子膜内场分布特性的影响

为研究加强筋结构对离子膜内场分布特性的影响,采用多孔介质渗流模型、稀物质传递及二次电流分布模型,对电场条件下含加强筋的离子膜内物质迁移过程进行了数值模拟,得到了物质在膜内的对流速度、浓度及电流密度分布,考察了加强筋形状、间距及成网方式对场分布特性的影响。利用拍照法和图像处理技术对电解后膜表面离子浓度进行了测量,实验结果与模拟结果吻合良好。结果表明,在加强筋所围成的空隙中心处对流速度最大;越靠近加强筋,速度越低,浓度和电流密度越大;采用正交型加强筋,膜内具有较高的对流速度和电流密度;加强筋间距越大,电流密度越低,分布越均匀;采用椭圆形长轴迎流的加强筋时,膜内具有最高的电流密度,但其电流密度分布最不均匀。     

圆排波瓣喷管引射器高效掺混流场数值计算

采用贴体曲线坐标、SIMPLEC算法和完全压力修正,在非正交性非常大的结构型同位网格上求解了圆排波瓣喷管引射器内流场的不可压Navier-Stokes方程,湍流采用标准k-ε涡黏模型.计算得到了引射器中热混合效率沿混合管轴向的变化规律和流向涡的演变规律.混合管中的流向涡阵列大大强化了主次流的掺混.但该型引射器的总体热混合效率不高,实验的3种主流温度下最大热混合效率为0.874.将混合管出口截面速度分布和温度分布的数值模拟结果与实验值比较,两者比较一致;模拟结果与混合管沿轴向的静压系数分布规律实验值也基本相同.     

外旋流管式微滤膜器压力场分布规律的实验研究

外旋流膜器是一种新型微滤装置,采用高精度动态压力测量仪,以清水和5种浓度的SiO2悬浮液为介质流体,选用PA膜管,首次对其中的压力场进行了测试研究,得到了环隙剖面压力沿径、轴向的分布规律,以及操作压力和颗粒浓度对流场压力的影响规律,分析实验结果后提出膜器最大有效长度(Lmax)的概念,并得出实验条件下的最佳操作压力范围。研究结果可用于外旋流膜器结构设计和选择操作参数。     

静电场中极板表面液膜蒸发特性研究

以静电场中水分子的极化和受力特性为基础,对热干烟气中极板表面液膜内水分子输运过程进行分析。考察了电场特征、液膜物性对静态高压电场中液膜蒸发特性的影响并提出了蒸发模型;同时研究了多场(温度、速度和静电)耦合作用下液膜蒸发过程中的主导作用机制。结果表明:离子风为静态高压电场中液膜蒸发的主要动力,蒸发速率是自然蒸发的6.7倍(25 kV)。液膜蒸发为等速过程,蒸发速率与电场强度呈正相关关系;液膜加入溶质,蒸发过程受抑制,蒸发模型变为等速和降速两个过程,最终液膜表面析出溶质;流场耦合静电场作用下,液膜蒸发速率随电压升高先缓慢上升(U20 kV)后快速上升(U20 kV),流速和电压分别是这两阶段的主要影响因素;温度场耦合静电场作用下,蒸发速率大于单场叠加数值。研究结果为热干烟气中极板表面稳定成膜、系统水耗及空间电场中温湿度分布等问题的研究提供理论支撑。     

静电场中极板表面液膜蒸发特性研究

以静电场中水分子的极化和受力特性为基础,对热干烟气中极板表面液膜内水分子输运过程进行分析。考察了电场特征、液膜物性对静态高压电场中液膜蒸发特性的影响并提出了蒸发模型;同时研究了多场（温度、速度和静电）耦合作用下液膜蒸发过程中的主导作用机制。结果表明：离子风为静态高压电场中液膜蒸发的主要动力,蒸发速率是自然蒸发的6.7倍（25 kV）。液膜蒸发为等速过程,蒸发速率与电场强度呈正相关关系;液膜加入溶质,蒸发过程受抑制,蒸发模型变为等速和降速两个过程,最终液膜表面析出溶质;流场耦合静电场作用下,液膜蒸发速率随电压升高先缓慢上升（U＜20 kV）后快速上升（U＞20 kV）,流速和电压分别是这两阶段的主要影响因素;温度场耦合静电场作用下,蒸发速率大于单场叠加数值。研究结果为热干烟气中极板表面稳定成膜、系统水耗及空间电场中温湿度分布等问题的研究提供理论支撑。     

对称型梯度功能陶瓷材料抗热震性的研究

通过水淬实验并结合热冲击过程瞬态热应力场的计算，研究了Al2O3/W(W,Ti）C系列对型梯度功能陶瓷材料的抗热震性能。结果表明，采用合理的梯度组成分布规律可提高陶瓷材料的抗热震性。     

T型翅片板喷淋式降膜蒸发器传热性能研究

采用喷淋降膜蒸发形式，将蒸发器的传热面用机械线切割方法加工成Ｔ型翅片板。对这种蒸发器进行了传热性能的研究，并与池式光板进行传热性能对比，实验结果表明，Ｔ型翅片板降液膜蒸发能在低温差下维持沸腾且有较高的给热系数。同时对沸腾传热的强化机理也进行了研究，并探讨了Ｔ型翅片板喷淋降液膜蒸发器具有优良传热性能时主要原因。     

水平细圆管内非共沸混合工质的流动沸腾

以非共沸混合工质R32/R134a为实验工质,进行了水平细圆管内流动沸腾换热实验.在获取大量实验数据的基础上,分析了质量干度、热通量和质量通量密度对沸腾换热的影响,讨论了各种工况下的换热机理,比较分析了细圆管和常规管道内流动沸腾换热性能.实验结果表明：在本实验范围内,水平细圆管内流动沸腾换热主要受热通量的影响,绝大部分实验工况下核态沸腾占主导地位.尺度效应是引起微细通道内流动沸腾换热特性不同于常规管道的主要原因.     

MODELING OF HEAT TRANSFER OF UPWARD ANNULAR FLOW IN VERTICAL TUBES

This article presents the modeling of heat transfer of upward annular flow in a smooth tube and a spirally internally ribbed tube. First, analytical models of two-phase flow dynamics and heat transfer of annular flow in flow boiling were derived from the liquid film momentum and energy equations for smooth tubes. Combined with empirical correlations for liquid droplet entrainment and deposition rates in annular flow, modeling of heat transfer of upward annular flow in the smooth tube was conducted. The predicted heat transfer coefficients of annular flow agree with the experimental results very well for the smooth tube. Based on the heat transfer model for smooth tubes, a simplified annular flow heat transfer model for the spirally internally ribbed tube was proposed by modifying the interfacial friction factor. The predicted heat transfer coefficients by the modified heat transfer model for the spirally internally ribbed tube agree with the experimental results to some extent. It is suggested that the heat transfer model for the spirally ribbed tube be further improved by modifying the correlations for liquid droplet entrainment and deposition rates in annular flow, which should describe the feature of annular flow in the spirally internally ribbed tube. Extensive experimental data are needed for this purpose.     

MODELING OF HEAT TRANSFER OF UPWARD ANNULAR FLOW IN VERTICAL TUBES

This article presents the modeling of heat transfer of upward annular flow in a smooth tube and a spirally internally ribbed tube. First, analytical models of two-phase flow dynamics and heat transfer of annular flow in flow boiling were derived from the liquid film momentum and energy equations for smooth tubes. Combined with empirical correlations for liquid droplet entrainment and deposition rates in annular flow, modeling of heat transfer of upward annular flow in the smooth tube was conducted. The predicted heat transfer coefficients of annular flow agree with the experimental results very well for the smooth tube. Based on the heat transfer model for smooth tubes, a simplified annular flow heat transfer model for the spirally internally ribbed tube was proposed by modifying the interfacial friction factor. The predicted heat transfer coefficients by the modified heat transfer model for the spirally internally ribbed tube agree with the experimental results to some extent. It is suggested that the heat transfer model for the spirally ribbed tube be further improved by modifying the correlations for liquid droplet entrainment and deposition rates in annular flow, which should describe the feature of annular flow in the spirally internally ribbed tube. Extensive experimental data are needed for this purpose.     

内置螺旋弹簧换热管内流动与传热三维数值模拟

为研究内置螺旋弹簧换热管单管强化传热原理,采用Fluent软件对内置螺旋弹簧换热管内流体流动与传热特性进行数值模拟,考察了弹簧的应用对管内流场、压降和换热性能的影响,并分别取螺旋弹簧节距p分别为2 mm、4 mm、5 mm初步研究了弹簧的节距对强化传热效果的影响。模拟结果显示：弹簧管内流体呈螺旋流动状态,管壁附近流体切向速度和径向速度有一定程度的提高,从而加剧了管内流体的混合及边界层的扰动,充分换热,弹簧管进出口温度差较光管有所增加,最高增加了0.9 ℃;相同雷诺数条件下,内置螺旋弹簧换热管Nu数均高于光管,而压降和阻力系数相比光管有明显增加,随着弹簧节距减小换热增强而摩擦阻力系数增加。     

不同型面纵肋管束的综合能量特性研究

在研究得出梯形和矩形两种型面纵肋管束传热性能及流阻性能的基础上，依据换热过程的热力学能量原理，着重分析两肋片管束换热器的能量特性，探讨管束节距、肋高及厚度等结构参数和雷诺数及热流密度等工况参数对其能量利用的影响。研究结果表明：同为纵肋管束，但由于肋片截面形式不同，梯形和矩形纵肋管束综合能量利用程度差异较大；在相同的结构和工况条件下，梯形纵肋管束表现出良好的能量综合利用性能     

帘式折流片换热器强化传热数值研究

为解决折流板换热器壳程流体阻力过大和折流杆换热器低Re下传热系数较小等管壳式换热器的不足,提出了壳程流体"斜向流"的新概念,研制了新型高效节能管壳式换热器?帘式折流片换热器,其壳程传热系数高于折流杆换热器20%～30%,而壳程压力损失大幅低于折流板换热器。以场协同原理分析了斜向流的强化传热机理,指出在帘式折流片换热器壳程中流体速度场与温度梯度场间的夹角小于折流杆换热器,是其强化传热的重要原因。对帘式折流片换热器中折流栅间距、折流片倾角、折流片宽度等重要几何参数对传热和压降的影响规律进行了数值模拟研究,并据此推导了壳程传热系数和流体阻力降准数关联式,为其工程设计和推广应用提供了参考依据。     

螺旋内槽管内的层流流动与传热的数值模拟

应用数值方法对一种螺旋内槽管管内的流体层流流动和传热进行了数值分析。采用数学变量置换把控制方程由原坐标系中的三维动量、能量及连续性方程转化为二维螺旋坐标系下的数值计算模型，并利用现有的二维数值模拟软件进行模拟计算。计算考察了恒壁温、轴向恒热流螺旋内层流充分发展流体的流动与传热随雷诺数的变化，并研究了螺距的影响。     

Heat Transfer in the Downer and the Riser of a Circulating Fluidized Bed – A Comparative Study

The characteristics of heat transfer were studied in both a gas‐solids concurrent downflow fluidized bed (downer) and a gas‐solids concurrent upflow fluidized bed (riser) with FCC particles. The radial and axial distribution profiles of the heat transfer coefficient between a suspended surface and the gas‐solids flow suspension were obtained using a miniature heat transfer probe, under different operating conditions. Comprising the results of the heat transfer in the downer and the riser shows that there exists some significant distinction between the heat transfer processes in the two reactors. The characteristics of heat transfer in both cases are closely related to their hydrodynamics and the distinct flow structures determinate the different heat transfer behaviors. The results also indicate that the operating conditions present some different effects in the two beds.     

Upper critical solution temperature lubricants for CPVC

Chlorinated polyvinyl chloride (CPVC) is often used in injection molding for products that demand high heat resistance. However, proper control of its flow properties is difficult. To improve flow behavior some internal lubricants are usually used, but they reduce heat resistance of the products. Upper critical solution temperature (UCST) lubricants were found to enhance its flow properties, and also high heat resistance was retained. They act as internal lubricants during processing, improving flow and phase separation during cooling. Therefore they are present essentially as inert filler and thus have little effect on heat distortion temperature.     

开缝翅片换热器三维流动传热特性数值研究

建立了开缝翅片换热器三维流动传热物理模型和数学模型,针对不同开缝位置的换热单元进行数值计算。并应用场协同理论分析了不同入口速度对换热特性的影响。研究表明：对翅片进行开缝能够有效提高翅片管的换热性能、强化传热,且下游开缝比上游开缝换热效果好,全部开缝换热效果最好。随着入口速度的增大4种翅片换热量明显增强,增加入口流速也可提高换热效率,但压力损失较大。计算结果可为工程实际应用提供一定的理论指导。