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在固体火箭发动机性能的研究中,采用N-S方程、Reynolds湍流模型和颗粒随机轨道模型建立了旋转固体火箭发动机头部区域气-固两相流数学模型,针对安全性,使用FLUENT软件对不同转速发动机头部区域流场进行了数值仿真,分析和比较了有无旋转两种状态下燃烧室头部区域流场结构,研究了转速对燃烧室头部流场结构及热环境的影响.结果表明:发动机的旋转使燃烧室内部流动与传热发生显著变化,导致燃烧室头部压强升高,热防护环境恶化,而且,变化随着转速的增加而迅速加剧,影响发动机内弹道性能和头部热防护性能,为发动机设计提供安全保障的依据. 相似文献
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催化裂化提升管反应器数学模型基本上都是基于平推流反应器的假设建立起来的,但是由于其内部流动、传热以及反应过程非常复杂、偏离平推流较大,所以在模型的实际应用中必须用装置因数去校正,表现出较强的经验性,为了改变这种状况,本文通过研究分析,提出了对催化裂化提升管反应器进行多维微分模拟的研究方法,从根本上把反应器结构尺寸、物流入口条件,流动特征及传热特征等影响考虑进来,把流动、传热、传质、裂化反应以及湍流脉动作用全部纲入模型中,建立催化裂化提升管反应器的流动反应综合模型,通过对模型的求解,可以得到提升管反应器内催化剂颗粒及油气的速度分布、温度分布以及组分分布,从而揭示工业提升管反应器内的化学工程信息。这些数据对工业提升管反应器的设计、操作优化及新技术的实施都是十分重要的。 相似文献
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分析了锂离子电池的发热和传热机理,构建了动力电池组温度数学模型。选用的电池为A123-26650 LiFePO4电池,通过预处理过程建立了动力电池组中的任意一行中8个电池单体温度模型,并网格划分化;将预处理过程中建立数学模型导入到ANSYS软件。利用ANSYS对实际条件下电池发热进行仿真,并与Zuskausks实验相关方程进行比较,验证文中所建立的动力电池CFD模型可靠性。在恒定冷却液流速条件下,通过比较电池温度数学模型电池温度和CFD模型电池温度,验证了动力电池数学温度模型可作为控制器作用的仿真对象。设计自适应模糊PID控制器,通过MATLAB/Simulink仿真试验验证该控制器能够很好控制电池温度至期望值,具有一定实际应用价值。 相似文献
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为了探讨研究喷雾冷却中冷却水流量、喷射速度及喷嘴轴向分布位置等因素对超音速扩压器壁面温度的影响,借助CFD计算软件FLUENT,采用标准k-ε湍流模型,对喷雾冷却下超音速扩压器内流场进行了数值仿真。通过计算,得到了扩压器内压强分布及壁面温度分布。分析了喷雾冷却中冷却水流量、喷射速度及喷嘴轴向位置对超音速扩压器壁面温度的影响。研究表明:随着冷却水流量的增大,扩压器壁面温度降低。同时,扩压器入口处静压升高,对应仿真高度降低;减小冷却水喷射速度,可以有效降低扩压器入口处壁面温度;喷嘴的轴向分布位置对扩压器壁面温度有较大影响,仿真结果证明,喷嘴沿轴向呈对数分布有利于降低扩压器壁面温度。 相似文献
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研究冲压发动机补燃室的热防护性能,为发动机长时间安全工作提高热防护技术,建立了补燃室三维流场和EPDM(三元乙丙)绝热层的物理数学模型,数值仿真补燃室内燃烧及流动过程.对补燃室内温度变化梯度大,燃气温度在补燃室中部达到极值,化学反应流场在周向存在很大的不对称性.补燃室头部的回流区和输运漩涡对燃烧效率有着重要影响.通过对绝热层和壳体的温度场进行数值仿真,发现绝热层存在两个高温区域:头部回流区域和补燃室中部的燃烧充分区域.计算结果符合物理规律,并与试验结果符合较好.研究结果为冲压发动机补燃室热防护层的设计提供了有效的分析手段. 相似文献
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《计算机与应用化学》2017,(4)
全钒液流电池(VRFB)的电堆内部工作温度不仅影响反应速度,而且影响电解液和膜的电导率、充电时间和循环能源效率,对电池的性能影响很大。VRB系统在实际应用中为了更好地控制温度,通过安装强制冷却装置如换热器进行温度调节,因此换热器的很多参数需进行优化设计。本文主要对控制电堆温度的换热器模块进行顺流和逆流下的效率分析,运用热力学理论,依据钒电池的热力学属性,通过Matlab/Simulink搭建VRB电堆热力学模型;在热力学定律的基础上研究电堆温度与时间函数的热模型,建立ε与传热单元数、冷热流体温度、传热功率参数之间的函数关系,分析在给定传热系数的条件下换热器效率优化,实现对电堆温度更好地控制,为电堆的实际运用提供设计参考。 相似文献
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V. G. Niz’ev F. Kh. Mirzade V. Ya. Panchenko V. M. Chechetkin G. V. Ustiugova 《Mathematical Models and Computer Simulations》2012,4(2):163-171
A model of heat and mass transfer during the sintering process of a two-component powder mixture under the action of laser
beam irradiation was formulated and numerically investigated. The model accounts for the movement of solid particles in a
shrinkage caused by the changed density of the powder mixture, as well as for convective fluxes caused by surface forces and
gravity. The flow of the liquid phase of the low-melting component of the mixture was described by the generalized Darcy law.
The space-inhomogeneous and non-steady distributions of the phase saturations and the temperature field were estimated to
predict the dynamics of the phase change process depending on the properties of the powder mixture (porosity, penetration,
and thermal properties of components), and depending on the parameters of the laser beam. The effect of surface subsidence
of the powder mixture has been considered. 相似文献
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Djamel Lakehal Guillaume Larrignon Chidambaram Narayanan 《Microfluidics and nanofluidics》2008,4(4):261-271
Detailed computational multi-fluid dynamics simulations have been performed to study the effect of two-phase flow regime on
heat transfer in small diameter pipes. Overall the heat removal rate in two-phase flow is higher than in single phase. Subtle
differences in thermal removal rates are revealed when the flow-regime transitions from bubbly to slug and slug-train configurations.
It is found that the wall thermal layer is affected by two separate mechanisms: an early-stage compression due to gas-jet
fragmentation into slugs or bubbles, and a background inclusion-induced flow superimposed on the equivalent single-phase fully
developed flow far downstream. The first mechanism resembles a confinement or blockage effect, and is shown to directly influence
radial temperature gradients. The downstream mechanism is a cell-based developed flow (rather than fully developed), and is
shown here to increase the wall shear in the vicinity of the cell, leading to higher heat transfer rates. The mean Nusselt
number distribution shows that the bubbly, slug and slug-train patterns transport as much as three to four times more heat
from the tube wall to the bulk flow than pure water flow. A mechanistic heat transfer model is proposed, based on frequency
and length scale of inclusions. 相似文献
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精确的热流测量对航空航天领域发动机设计及使用过程至关重要.薄膜热流计以其体积小、热容量小、干扰小、不破坏部件表面气流等显著优势,成为发动机热端部件表面热流测量的新方法.针对传统工程经验设计薄膜热流计精确度不高且迭代耗时长的缺点,基于有限元仿真模拟方法,建立了一种薄膜热流计有限元分析模型,综合分析了热流密度、热阻层厚度、热电堆厚度等因素对热流计冷热结点温度梯度的影响,提出薄膜热流计优化思路.分析结果表明,优化后的薄膜热流计具有更出色的热学性能与电学性能. 相似文献
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根据《GJB1060.2-1991舰船环境条件要求-气候环境》标准,建立了舰船弹库在高温日照环境与极端低温环境下的传热模型。将太阳辐射和环境温度转化为综合温度,对弹库内部流场进行了流固耦合的二维计算仿真,分析了弹库内部温度在高温日照环境中的连续性变化以及在低温环境中的分布情况。仿真结果表明弹库具有良好的隔热保温性能,所做研究可以为舰船弹库的设计和使用提供决策参考依据和技术支撑。 相似文献
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In this paper the conjugate fluid flow and energy transport problem (involving conduction-convection-radiation heat transfer) resulting from the Czochralski crystal growth process is analysed. The solidifying material is treated as a pure and semitransparent substance with material properties depending neither on temperature nor on the wavelength. The solution of the problem is obtained iteratively using two computer codes: FLUENT, a commercial CFD package, and BEM-based in-house code capable of analysing the radiative heat transfer in the entire computational domain.Obtained results not only show velocity field and temperature distribution within the bodies under consideration but also demonstrate the influence of thermal radiation on these quantities. 相似文献
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为验证FINE/Turbo软件对高压涡轮流热耦合求解问题的准确性,将Mark Ⅱ型燃气涡轮叶片作为分析对象,选用不同的湍流模型和转捩模型进行数值模拟,得到叶片表面压力分布,B2B面的压力、温度、马赫数和湍流动能分布,叶片内部温度分布以及叶片表面传热系数分布,并与试验数据进行比较.结果表明:对于流热耦合问题,FINE/T... 相似文献
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本文用超声波在流动液体中顺流与逆流的时间差来测量流速,测量芯片采用TDC-GPS,控制器采用MSP430。此热量表可避免传统热量表的阻塞问题,实现了与无线抄表系统相结合,可在无人监管情况下实现对用户供热信息的监控。 相似文献
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为优化换热器的结构设计,用格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)结合多孔介质模型模拟换热器内的换热,研究雷诺数、普朗特数和热扩散率比的变化对温度场和换热性能的影响.模拟结果表明:在小雷诺数范围内,随着雷诺数的增加,努塞尔数先增加后减小,即存在一个使换热性能达到最好的雷诺数;随着普朗特数的增加,努塞尔数减小,换热性能降低;随着热扩散率比的增加,换热性能提高.分析不同管柱排列方式对换热性能的影响,结果表明:叉排的换热效果明显优于顺排,当横向节距等于2时,对于均匀顺排或叉排,努塞尔数均随纵向节距的增加而减小,这与实验结果相符;对于非均匀叉排,采用"前密"或"中间密"的排布方式有利于换热. 相似文献
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Meysam Rahmat 《Computers & Fluids》2010,39(3):451-460
A two-phase model of a single micro heat pipe (MHP) and a three-dimensional network of microchannels were simulated using the finite element method. Investigation on the convergence of the models demonstrated that models with higher thermal gradient showed fluctuation with higher amplitude. Furthermore, phase change phenomenon and accumulation of the liquid phase in the sharp corners of the micro heat pipe were modelled. The effective thermal conductivity, pressure and velocity field for both phases along the length of the micro heat pipe were calculated and compared to the literature. In addition, the overloading conditions were simulated and an effective length was defined for the micro heat pipe. Consequently, the influence of liquid filling ratio on the effective length of micro heat pipe was investigated. Finally, a three-dimensional network of microchannels with two-phase flow was simulated where the circulation of the two phases was captured. 相似文献