自力式调压器阀瓣受流体冲击力的仿真研究

通过数值模拟的方法,结合调压器阀瓣受力平衡方程,研究自力式调压器在下游流量变化时,调压器阀瓣受到的流体冲击力、冲击力矩对调压器性能的影响。随着流量增大,阀瓣受流体冲击的合力减小,出口压力减小;增大膜片面积可以减小由阀瓣受到的冲击合力带来的出口压力变化,但会增大调压器的体积;流量增大,旋涡减小,流体接触腔体底部后转向的流速增大,对阀瓣下表面的冲击力增加。     

混水器混水比对二级网供水温度的影响

建立了三通和四通混水器的物理模型,应用FLUENT软件对其中水的温度场进行模拟,通过改变阀门开度或导流板角度来控制冷、热流体的流量,得到不同混水比下的温度分布云图和二级网供水管出口的平均温度,绘制出特性曲线.可知:温度随着混水比变化的趋势一致.随着混水比的增大,平均温度减小,因此可以通过调节混水器的混水比来实现对热用户温度的控制,来满足不同用户的需要.     

惰性气体灭火系统喷嘴流量特性的数值仿真

利用计算流体力学软件FLUENT分别仿真计算安装4种不同喷嘴的惰性气体灭火系统的高压、高速湍射流流场,获得加装各种喷嘴时射流的速度、温度、压力、密度等流场参数,在此基础上首次计算得到不同压力下喷嘴流量系数,研究了不同喷嘴在可压缩条件下的流量特性.结果表明,喷嘴射流流场在出口下游很近的位置产生了激波,随着管道内压力不断减小,激波逐渐减弱;随着入口压力增大,喷嘴出口单位面积上流量不断增大;喷嘴流量系数不随压力的改变而变化.     

排气管形式对排气管阻力及燃烧性能的影响

燃气采暖热水炉的排气管形式(包括排气管长度、挡风圈内直径、弯头数量)影响排气管阻力,从而影响燃气采暖热水炉的燃烧性能。通过实验测试不同排气管形式对排气管阻力及燃烧性能的影响,介绍实验装置及方法,对实验数据进行分析。实验分别在不同排气管长度、挡风圈内直径、90°弯头数量的工况下进行,记录相应工况下的引风机出口压力、排气管出口压力、NO_x体积分数等参数,计算排气管阻力、烟气体积流量、燃气采暖热水炉的热效率、过剩空气系数。研究表明:排气管阻力与挡风圈内直径之间呈非线性负相关,挡风圈内直径越小,排气管阻力增长速度越快。对于内直径60 mm的搪瓷排气管,1个90°弯头的阻力约为2.5 m排气管的阻力。热效率、NO_x体积分数随着排气管阻力的增加近似呈线性增加,过剩空气系数、烟气体积流量随着排气管阻力的增加近似呈线性减小。安装合适长度的给排气管和合适数量的弯头时,可以与原配给排气管加装相应的挡风圈时的排气管阻力、烟气体积流量达到基本相同,燃烧工况也较为相近。     

石英砂颗粒冲击破岩数值模拟与影响因素分析

针对复杂地质条件下使用石英砂颗粒破岩并对影响其破岩效率的多种因素进行了流场分析。通过建立喷嘴冲击灰岩的有限元模型,进行了流体介质冲击灰岩壁面的非定常射流分析,研究了入口排量、孔距、喷射角和颗粒直径对破岩效率的影响规律。结果表明,破岩后形成的流道呈扇形放射状分布,进口小,出口大。出口流速在轴向方向呈递减变化,径向方向呈“凹型”分布,流速先增加后减小至零;喷射角或喷嘴直径增大,破岩面积增加,破岩深度减小,其破岩区域的集中性先增加后减小;孔径比或孔距增大,破岩面积减小,破岩深度增加,破岩区域分散性变大;石英砂颗粒直径增加,冲蚀率先增加后减小,湍流动能持续增加后达到稳定状态。     

微流量控制钻井中两相许用钻杆下行速度研究

针对微流量控制钻井中气液两相许用钻杆下行速度问题,考虑气体滑脱、相与环空壁面阻力、回压及井底压差,开展了对不同井深的气液两相许用钻杆下行速度半经验模型的研究,获得了气液两相许用钻杆下行速度的变化规律。当钻杆在气液两相中下行运动时,回压的增大使井筒空隙率减小、气液两相密度增大,加载在井底的有效压力增大,从而使许用钻杆下行速度减小;当井底气侵量增大,此时井底压力小于地层压力,许用钻杆下行速度增大,可借助增大的激动压力消除一部分井底与地层欠压差;当井底安全压差减小,许用钻杆下行速度呈减小趋势。控压钻井中精确计算钻杆许用下行速度,可增大钻井时效。     

喷射泵与变频泵复合混水供热技术

传统的供热系统在实际运行中很容易出现楼内热用户之间、楼与楼之间的水力失调现象。采用加大循环水泵流量、在近端用户入口加平衡阀的方式来解决水力失调问题,会导致水泵电耗增加,过热损失偏大等问题。鉴于此,本文提出了喷射泵与变频泵复合混水供热系统,即在建筑入口安装喷射泵和变频泵提高楼内系统循环流量。分析结果表明:该混水供热技术有助于解决楼内冷热不均的热力失调问题,减少了阀门的节流损失。该混水供热技术可满足质调节和量调节两种运行模式以满足供热负荷变化和供热系统运行调节需求。     

变流量二次泵系统管网特性研究

计算分析了目前常用的供回水管压差控制、末端压差控制方式下二次泵变流量系统管网特性的变化,发现用户部分负荷时,采用供回水管压差控制的系统中,末端一般处于过流状态;采用末端压差控制的系统,末端一般处于欠流状态.建议在设计时可适当增大末端用户干管的管径,以减小沿程阻力损失,提高系统的稳定性.     

加压凝结水回收系统的水力计算方法

介绍了根据管路阻抗和各用户凝结水泵特性曲线实现管网流量分配和压力模拟,从而确定各用户凝结水泵工作点的方法.编制了实用计算程序,结合算例模拟了一个用户和多个用户凝结水泵停运对整个管网的影响,结果表明,有用户停运时,未停运用户流量均增大;停运用户与远离热源侧的用户流量变化率较大,且近似相等;靠近热源侧用户流量变化率较小,且变化率从远至近逐渐减小.     

单叶片全尺寸螺旋锚桩竖向拉拔试验研究

对叶片镶嵌有微型土压力盒的自制全尺寸单叶片螺旋锚桩进行竖向拉拔试验,记录不同埋深下安装扭矩、桩身位移和叶片表面土压力随上拔荷载的变化情况。分析安装扭矩、极限抗拔承载力与埋深比三者之间的相互关系,并初步探究螺旋叶片表面的土压力分布规律。结果表明,在试验研究范围内,安装扭矩和极限承载力都随埋深比的增加呈线性增大,二者受共同因素影响,线性相关程度明显;在上拔过程中,叶片上表面土压力增量从根部到边缘呈逐渐增大趋势,下表面土压力增量则远小于上表面,且大部分区域压力基本保持不变,少数边缘区域增大;叶片上下表面土压力合力随上拔荷载的增加而增大;桩土之间摩阻力的发挥则呈抛物线形,当上拔位移达到土体破坏极限位移量时,摩阻力达到峰值,而后逐渐减小到零;可以通过叶片表面土压力的分布来计算螺旋锚桩的拉拔承载力。     

基于吸收式制冷沿程加热气泡泵的启动性能

气泡泵是太阳能无泵吸收式制冷的核心部件,其启动性能影响无泵吸收式制冷机的实际工程运用。以水为工质,实验研究了系统初压力,沉浸高度,提升管入口工质温度,加热功率对沿程加热气泡泵启动性能的影响。实验结果表明:当加热功率过低时,气泡泵偶有泵起,但不能正常启动,存在一个最低启动功率。气泡泵正常启动分为三个阶段,延迟阶段:工质温度迅速攀升,但液体提升量为零。过渡阶段:工质温度缓慢上升,液体提升量不断升高。稳定阶段:温度和流量基本保持不变。系统初压力越低,启动时间和最低启动功率减小,提升管内工质温升速度越快。沉浸高度越高,系统越容易启动,但是对提升管出口工质温度的影响很小。系统初压力一定时,随着提升管进口工质温度升高,延迟时间和启动时间减小,当进口温度超过30℃时,其对延迟时间的影响已经很小。启动时间随加热功率的增加而减小。     

间接蒸发冷却用气-水雾化喷嘴特性实验研究

为了提高间接蒸发冷却器换热效率,提出了将气－水雾化喷嘴应用于间接蒸发冷却器改进换热器表面水膜的均匀性,实验研究了扇形两相(气－水)喷嘴在不同空气压力和水压下的特性,测出了不同压力时喷嘴雾化角和气水质量流量值,得出了其变化规律,确定出了最佳的喷雾气水压力比和雾化角等参数。     

Flow field and acoustic characteristics of elliptical throat CD nozzle

The mixing characteristic of circular jet with elliptical throat is studied at different levels of expansion of the nozzle. Two kinds of configurations are studied in this paper, elliptical throat and circular throat jet. At all pressure ratios, the jet with non-circular throat experiences superior mixing than circular throat. The core length of elliptical throat jet is shorter than circular jet. Also, at all pressure ratios, the profile of both configurations looks identical in oscillation; however, the efficiency of the mixing promotion is high in non-circular throat. The promotion of mixing is most efficient at nozzle pressure ratio (NPR) level of 8. As the NPR increases, the core length of the jet reduces nearly 5–10% at each range of NPR. The centreline Pitot pressure profile of non-circular and circular throat shows that the decay of the jet from elliptical throat nozzle is faster than the jet from circular jet. At different levels of expansion, the shock structure shows notable changes with elliptical shape. The amplitude of screech frequency of the jet noise decreases with an increase in NPR. Introduction of elliptical throat to circular throat modifies the shock-cell structures, which significantly change the screech amplitude due to weakening of waves.     

地埋管地源热泵制热性能测试与分析

理论分析地埋管地源热泵相比空气源热泵的节能率。结合工程实例,对地埋管地源热泵地埋管换热器进出水温度、冷凝器进出水温度、热泵机组日能效比、供暖期能效比进行了实测计算。在测试期,地埋管换热器进出水温度、冷凝器进出水温度均在正常范围内波动。日能效比基本不随室外温度的变化而波动,说明热泵机组的制热性能比较稳定。供暖期能效比为3.05,说明该项目地源热泵的制热性能比较理想。     

水源热泵与调峰锅炉联合供热的探讨

对水源热泵 调峰锅炉的联合供热系统的运行阶段、调节方式进行了研究,分析了联合供热系统运行费的影响参数及约束条件。结合工程实例,分析了联合供热系统的经济性。对制热性能系数、热泵热水进出口温度、供热介质实际质量流量、调峰锅炉出水温度、调峰负荷比及地下水出口温度随相对热负荷比的变化了进行了探讨。     

同轴旋转双射流冲蚀岩石机制与实验研究

 同轴旋转双射流是一种新型高效射流,它综合旋转射流破岩面积大和直射流破岩深度大的优点,并在较高围压下能够利用空蚀提高破岩能力。运用实验的方法研究常压淹没和围压条件下喷距、射流压力以及围压对射流破岩能力的影响。实验结果表明,双射流在冲击破岩时存在最优喷距范围,该次实验条件下最优喷距约为喷嘴当量直径的13倍;增大射流压力可大幅提高双射流的破岩体积。压力超过15 MPa时,破岩体积大幅增长。双射流的破岩体积和破岩孔深均随围压的增大而急剧减小,破岩孔径随围压的增大而减小的幅度相对较小。双射流冲蚀破碎岩石机制包括空蚀破坏、直射流冲击破坏、剪切破坏以及压力波动破坏。     

Mixing characteristics of elliptical throat sonic jets from orifice and nozzle

Aerodynamic mixing characteristics of the elliptical throat of the convergent divergent nozzle with an identical circular exit of aspect ratio 3 were studied computationally and experimentally. To determine the aerodynamic characteristics during mixing, the pressure distribution and pressure profiles were calibrated along the major and minor axes. The pressure variation in the orifice and nozzle shows that the energy decay in the nozzle dissipates faster than the jet from the orifice. Moreover, we visualised the pressure oscillation of the nozzle and orifices is closer to each other. In addition to that, we have also seen that the energy decay of both jets is approximately close to one another. The mixing promoting capability decreases as the area of the elliptical throat and the pressure gradient of the nozzle decrease. The computational results are evaluated with experimental values. The jet bifurcation is captured using StarCCM+.     

Acoustic and mixing characteristic of CD nozzle with inverted triangular tabs

In this paper, we study the pressure energy decay, acoustic and mixing characteristics of non-circular jet with inverted triangular tabs at different ranges of aspect ratio. The centre line pitot pressure profile of the inverted triangular tab and ordinary tab shows that the decay of the jet from elliptical jet with inverted tab is faster than the jet from circular jet. When the aspect ratio of nozzle increased, the core length of the jet changes significantly due to the pressure loss. At different aspect ratios, the shock structure shows a prominent change with respect to the mixing promotion. The screech frequency of the jet noise gives appreciable change as the nozzle pressure is increased, and nearly 20–30% of decrease is witnessed in the magnitude of screech frequency. Introduction of inverted triangular tab jet modifies the shock cell formation which extensively changes the screech amplitude due to axis switching.     

热源循环泵流量对热电联供系统优化运行影响

建立利用热网蓄热以促进风电消纳的热电联合优化运行模型,分析热源循环泵流量对热电联供系统运行经济性的影响。案例分析结果表明,循环泵日电费随相对流量减小而降低。相对流量87%~100%范围内,目标函数(热电机组的日运行费用、日市电费、日弃风罚款之和最小)不变。当相对流量降至86%后,目标函数不降反升,且增大幅度大于循环泵日电费降低幅度。受供水温度及供回水温差的限制,随着相对流量减小,日间热电机组制热功率受到限制。为了满足热电联合优化运行模型热平衡条件(总供热量等于总耗热量),夜间热电机组制热功率无法降低,热电机组发电功率居高不下,导致风电消纳受限,弃风电量增大。日弃风罚款随之增加,最终导致目标函数升高。相对流量为87%时,热电联供系统的日运行费用最低。