篦冷机中气固两相换热过程的模拟研究

在合理的假设前提下,以日产1000吨熟料的篦冷机为研究对象,建立了篦冷机内部换热的数学模型,开发出用于该模型计算的Fortran程序,并对计算结果进行验证,验证结果表明该模型能够比较准确地反映了实际情况.利用该程序研究了骤冷区篦下风速、后冷却区篦下风速和熟料颗粒粒径等因素对篦冷机工作特性的影响.结果表明:骤冷区和后冷却区篦下风速对熟料的冷却效果影响最大,而且都呈指数衰减规律;熟料颗粒粒径对熟料的冷却影响较大,排出熟料温度随二者的增加而线性增加.     

Multi-objective optimization of cooling air distribution of grate cooler with different inlet temperatures by using genetic algorithm

The paper discussed a multi-objective optimization model of the cooling air distribution of a grate cooler according to the analogy of a cross-flow heat exchanger and entropy-generation minimization analysis. The modified entropy generation numbers caused by heat transfer and flowing resistance are regarded as objective functions, and are simultaneously optimized by a genetic algorithm. A test is conducted to validate the model. The final optimal cooling air distribution is decided by energy consumed through cooling fans minimization. Next, two schemes are investigated for inducing exhaust air of 70°C–100°C in a chimney to cool the middle and front parts of the grate cooler. Based on each scheme, sensitive analyses of cooling air inlet temperatures are conducted. The results show that the minimum energy consumption of cooling fans increases by 121.04%, and the thermal efficiencies of the grate cooler vary no more than 1.66% when inducing the exhaust air into the middle part of the grate cooler. The minimum energy consumption of cooling fans slightly varies and thermal efficiencies of grate coolers vary no more than 0.51% when inducing exhaust air to the front part of the grate cooler. It is more effective and economical to induce exhaust air at any temperature to the front part of the grate cooler.     

利用波面水泥熟料冷却器回收能量

对波面水泥熟料冷却器的设计参数和经济指标进行了评价,论证了它用于能量回收的可行性,为水泥熟料冷却能量的回收提供了一条途径。     

利用波面水泥熟料冷却器回收能量

对波面水泥熟料冷却器的设计参数和经济指标进行了评价 ,论证了它用于能量回收的可行性 ,为水泥熟料冷却能量的回收提供了一条途径     

波纹翅片管换热器空气侧流动换热的三维数值模拟

基于有限容积法建立波纹翅片管换热器流体流动与传热的计算模型,在不同送风速度工况下,分别对6种不同波纹倾角结构换热器内流体的流动及传热进行了数值模拟,分析了流道内的温度场、压力场及速度场的变化规律,得到了换热量、压降以及出口温度随入口风速变化的规律。结果表明,换热量、压降以及出口温度均随波纹倾角的增加而增大;换热量随着送风速度的加快而增加,压降及出口温度随着送风速度的加快而降低;翅片板间流体的流动与传热存在比较明显的不均性,导致换热管背风侧存在明显的传热"死区"。     

骤冷区内熟料内部温度分布的模拟探究

运用ANSYS 12.0有限元分析软件包作为计算平台,针对实际尺寸范围内的熟料颗粒和实际风速范围内某些典型情况,对篦冷机骤冷区熟料内部的温度分布进行模拟表征。按照数值模拟计算数据,可显示出以下的结果:在骤冷过程中,熟料颗粒的表面温度首先降低,并且下降得比料球内部温度要快得多。在150s内,若风速相同,料径越大,料球内部的温度下降趋势越平缓;若料径相同,风速越大,料球内部的温度下降趋势越陡。模拟计算结果将为骤冷区内熟料的冷却控制提供有益的参考。     

影响蒸发冷却复合高温冷水机组出水温度的因素

为了使得供给显热末端的高温冷水水温恒定,根据蒸发冷却理论与传热传质机理,从风侧、水侧、气水流量比、填料性能、风冷冷水机组性能等因素对蒸发冷却与机械制冷复合高温冷水机组出水温度的影响进行了初步分析.进而得出蒸发冷却段与机械制冷段混合配水的比例关系,以及进风干湿球温度、气水流量比、填料性能、风冷冷水机组性能对出水的影响关系.并对该冷水机组的改进提出了相应措施.     

管壳式换热器壳程特性的数值模拟研究

利用FLUENT软件对一管壳式换热器壳程流场进行了三维数值模拟,分析研究了折流板数目、进口流速和折流板缺口高度对换热器壳程压降、出口温度的影响,结果显示,随着折流板数目增加,壳程压降和出口温度逐渐增大：随着进口流速增大,壳程压降逐渐增大且趋势加快,而出口平均温度下降,但是温度下降不大;随着折流板缺口高度增大,壳程压降和出口平均温度逐渐减小,但是压降减小逐渐趋于缓和：相同的压降条件下,通过改变折流板数目提高出口温度比改变进口流速和折流板缺口高度更有效。     

油封低温冷却器折流板开孔的传热性能

针对油封低温冷却器压降较大的问题,利用计算流体动力学（CFD）软件Fluent分析油封低温冷却器折流板开孔对冷却器流场和传热性能的影响.首先探讨不同折流板数量、壳程流速等参数对折流板开孔引起的传热性能及压降变化规律,其次分析折流板开孔对冷却器综合性能的影响,最后探寻折流板开孔后冷却器传热性能和压降关系的内在联系.结果表明,折流板开孔引起油封冷却器压降和传热系数的显著变化,且压降比传热系数变化更明显,折流板开孔后压降减少40%50%,而传热系数也降低了15%20%.在等换热面积和等压降情况下,折流板开孔冷却器传热系数可以提高10%左右.     

动力舱冷却模块优化匹配方法实验

为了优化商用车冷却系统的匹配设计,提出基于动力舱前端模块风洞实验的冷却模块优化匹配方法.并以某商用车为原型,进行应用验证.将动力舱内前端模块按设计要求试制成前端零部件模型、冷凝器、中冷器、水散热器4排布置,在风洞试验台上进行性能试验研究.完成冷却模块与风扇的匹配设计,并通过道路试验检验该冷却系统的运行性能.研究结果表明,在4.0～10.0 m/s风速下,单个水散热器的冷却风压降占舱内前端模块总压降的55%～58%,舱内零部件对压降约有3%～5%的影响. 当有效迎风速度达到7.0 m/s时,模块散热量已满足系统额定点要求.基于本方法匹配的冷却系统性能达到设计要求,前端冷却模块的匹配试验可提高系统设计精度,且有利于节能．     

外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性模拟

为进一步揭示外掠管束间蒸发冷却传热传质及压降特性,综合考虑了管束壁面水膜的形成及湿空气-喷淋水间传质过程,采用DPM(Discrete phase model)与水膜耦合的欧拉-拉格朗日方法,建立了外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性分析模型。首先,采用文献实验数据验证了模型的可靠性,其误差在1%范围内;然后,采用模拟方法,研究了外掠管束间传热传质及压降沿竖直高度方向的变化特征。结果表明：由于湿空气焓差和饱和空气焓差的变化,导致传质系数沿盘管高度方向发生波动,但总体呈降低趋势;在同一工况下,湿空气焓差对传质系数的影响较大,传质系数的波动主要是湿空气焓变化造成的;外掠交错管束间喷淋水膜温度并非保持恒定不变,而是随盘管高度的降低而降低,即沿下落方向液膜温度逐渐降低;交错管束底部区域喷淋水蒸发量最大,沿盘管高度方向,喷淋水蒸发量降低;喷淋水发过程主要发生在管束表面及管束尾流区,通过在管束间增加挡板或者减小管间距,可以强化管束表面及尾流区流场扰流作用,增强喷淋水的蒸发冷却作用;交错管束间传热系数在换热盘管中间稳定区域变化较小,其受进气温度、喷淋水温度及相对湿度的影响较小;交错管束间压力...     

斯特林制冷机的峰值压力

研究了受传热以及各项冷损作用的斯特林（ＳＴ）制冷机冷量和工作压力之间的关系,导出了ＳＴ制冷机实际冷量的解析表达式,经数值计算得到了给定条件下的峰值压力．     

热管中冷器的传热与阻力特性

为了研究重力热管在车辆中冷器上的应用可行性,设计用于冷却高温增压空气的热管中冷器.选用水作为工作介质,在风洞实验台架上进行热管中冷器的传热和阻力性能实验.测试热管中冷器在不同冷侧空气流速、冷﹑热侧空气进口温差、热侧空气流量下的散热量和压力降,比较并分析测试结果.结果表明,热管中冷器具有良好的散热性能,在一定范围内可以满足高增压内燃机的散热要求.将实验结果与理论模型计算值进行比较,结果表明,实验值与理论计算值变化趋势吻合较好．     

地铁用间接蒸发冷却器换热性能影响因素

为解决地铁站冷却塔设置难题,提出了一种采用低速电机驱动旋转布水装置的间接蒸发冷却器,在两种布置方式下,对其换热性能进行了单因素实验,并运用正交实验法对较优布置方式下影响换热器换热的因素进行了分析。结果表明：两种布置方式下,喷嘴与蒸发冷却器的间距、两组换热管束间距均存在最佳值,喷嘴双侧旋转布水优于单侧旋转布水;换热器平行气流布置且喷嘴双侧旋转布水为较优布置方式,此时,换热器换热量随喷水量、转速、空气速度、冷却水进口温度的增加以及喷水温度、空气温度的降低而增大,其中,冷却水进口温度对换热器换热影响最为显著,其他因素对其换热的影响从主到次顺序为：喷水量、空气温度、空气速度、喷水温度、转速、冷却水流量。     

直接蒸发冷却器填料性能测试分析

为了得到较大迎面风速、室外相对湿度的高低、喷淋水量与填料式直接蒸发冷却降温效果的关系,分别在较高和较低的室外相对湿度下对纸质填料和铝箔填料进行测试,并获得相关性能曲线.测试结果表明,在喷水量250L/h、迎面风速为3m/s时,热湿交换效果比较好;在高湿度地区提高填料的迎面风速,直接蒸发冷却器的换热效果与中等湿度地区小迎面风速下的换热类似;室外空气相对湿度的高低直接影响送风加湿量和温降的幅度;直接蒸发冷却器换热效率的高低,不仅影响空调机组的整体性能,而且使送风的相对湿度也会受到影响.     

Cooling process of iron ore pellets in an annular cooler

A 3-D mathematical model was presented for the cooling process of iron ore pellets based on the laws of mass, momentum, and heat transfer. The flow, pressure, and temperature fields were obtained by numerical simulation with the commercial software FLUENT. In order to verify the model, a mass and energy balance field test was systematically carried out on an annular cooler in Shougang Mining Company. The maximum relative errors of temperature, pressure, and velocity between computational and testing results...     

大型高效电动机冷却器弧板结构对冷却器综合性能的影响

为了研究空冷电机弧板结构对冷却器综合性能的影响,依据计算流体力学与数值传热学理论,以一台YXKK710-4,4 000 kW大型高效异步电动机为参考样机,建立了冷却器的物理模型和数学模型,给出相应的基本假设和边界条件,并进行耦合场数值计算和分析;在保证弧板区域轴向长度不变的前提下,对冷却器弧板结构进行了优化计算,优化后的弧板区域涡流明显减少,同时冷却性能有所提高;以此作为依据重新生产制造了一台冷却器,测量得到了额定状态下新旧结构冷却器各自的流量,并对新旧结构冷却器各冷却管的流量分配进行了测量和细致分析;测量了冷却器内外风路各出口处的温度,并和数值计算结果进行了对比.实验证明优化弧板结构后的冷却器综合性能更好,研究结果为高效电动机的优化设计提供了理论依据和新方法.     

回填空气间隙对地埋管岩土温度恢复性能的影响

地埋管地源热泵系统在换热孔回填过程中,由于施工不当易产生空气间隙。通过建立岩土耦合单U三维传热模型,按照实际工程中可能出现的3种不同空气层情况进行了计算分析,把不同空气层情况对传热造成显著影响的因素＂地温恢复性能＂作为研究对象,并根据理论计算结果与实际工程的运行数据进行了地埋管进、出水温度的对比验证。结果表明,在岩土温度恢复期内,空气间隙的存在提高了所在区域以内岩土的平均过余温度,降低了地埋管的换热性能。     

转炉煤气回收系统文氏管喷淋降温与流动数值模拟

在转炉煤气回收系统中,文氏管内部有喷射行为的传热传质非常复杂。获得其内部的传热传质情况对文氏管的设计和运行管理具有非常重要的指导意义。视炉气为连续相、喷射液滴为离散相,考虑连续相与离散相在质量、动量和能量的相互作用,建立了数学模型,数值模拟了文氏管内部流动与传热行为,获得了文氏管出口温度、水蒸气质量分数和压力损失与喷射流量之间的关系。当喷射流量小于临界喷射流量时,出口炉气的温度和水蒸气质量分数随喷射流量的增大分别呈线性下降和上升关系;当喷射流量大于临界喷射流量时,炉气降温和水蒸气质量分数增长不显著。压力损失随喷射流量增大而增大。     

磷渣基复合矿化剂对水泥熟料烧成的影响

研究了在水泥生料中掺入不同矿化剂对水泥生料的易烧性、硅酸盐水泥熟料矿物形成和岩相结构的影响：结果表明，与传统的萤石和磷渣矿化剂相比，磷渣与萤石复合的矿化剂可有效降低水泥熟料中游离氧化钙（f-CaO）的含量，改善生料的易烧性；在煅烧温度与时间增加的情况下，改善作用仍然明显；通过XRD、SEM与岩相结构分析表明，磷渣与萤石的复合矿化剂降低了液相的粘度，促进了A矿的生长，对矿物的结晶形态有改善作用，有利于晶体尺寸的生长发育。