活塞凹坑深度对直喷汽油机燃烧影响的数值模拟

基于活塞顶部带有凹坑的燃烧室模型,通过三维CFD软件AVL-FIRE进行数值模拟,分析了4种凹坑深度(2.3,mm、3.8,mm、5.3,mm、6.8,mm)对直喷汽油机燃烧过程和排放性能的影响.计算结果表明:在所建立的4种模型中,凹坑深度为2.3,mm和3.8,mm的两个燃烧室内压力和温度的峰值较高,动力性能较好;凹坑深度为3.8,mm的燃烧室CO排放、油膜质量最少,排放性能最佳,凹坑过深和过浅都会增加其排放;由于高温高压,凹坑深度为3.8,mm的燃烧室NO生成量最多,但4种模型排气门打开时刻相差不大.     

电弧炉用氧技术的多相流数值模拟研究

对150 t电弧炉冶炼过程中单支氧枪供氧流量分别为500,1 450,1 800,2 000 m<'3>/h时氧气射流冲击熔池进行了三维三相流数值模拟.模拟研究表明,随着供氧流量的增加,熔池中钢液和渣液的流动速度、裸露钢液面面积及射流的冲击深度均增大.由数值模拟和水模得到的供氧流量与射流冲击深度的规律得到了很好的吻合....     

活塞形状对直喷汽油机工作影响的数值模拟

通过三维CFD软件AVL-FIRE模拟了直喷汽油机的进气、喷油和燃烧等工作过程,对比并分析了4种活塞形状对混合气形成及燃烧过程的影响.计算结果表明:活塞形状对进气量影响不大;对于缸内正滚流和使用多孔高压喷油器的直喷汽油机,"平顶+凹坑"的活塞顶设计更有利于维持缸内湍流强度,并在点火时刻在火花塞附近形成可供稳定点火的可燃混合气;平滑的活塞顶使点火时刻缸内湍动能更强烈,有利于加速燃烧过程,缸内温度和压力峰值更高,动力性更好;较高的缸内温度和压力会增加NO的产量,但会减少碳烟排放.     

低雷诺数下凹坑结构对翼型层流分离影响的数值研究

在低雷诺数Re工况下,翼型表面容易发生流动分离,形成的层流分离泡会导致翼型气动性能恶化,且分离泡在尾缘周期性脱落,会诱发振动,影响叶片的结构安全.文章以NACA4415翼型为例,采用大涡模拟(LES)方法,在低Re下,对光滑翼型及布置凹坑结构翼型的层流分离进行了研究.研究结果表明:凹坑结构对翼型在低Re下出现的层流分离...     

基于Fluent的扁管外带凹坑的蛇形翅片空间内流动与传热性能数值模拟

采用Fluent数值模拟了带凹坑的蛇形翅片扁管换热器空气侧的流动与换热。研究表明:与平直翅片相比较,凹坑对空气的流动产生了很大的扰动,采用凹坑翅片可以显著增强换热效果;在雷诺数Re=520～1 400的范围内,凹坑翅片与平直翅片相比其平均努塞尔数Nu_m增加了18%～24%,同时凹坑翅片比平直翅片的阻力系数f增加17%～28%;在雷诺数Re相同的条件下,随着凹坑半径R(0.8～1.8 mm)的逐渐增大,努塞尔数Nu_m和阻力系数f也逐渐增加;在同功耗条件下,与平直翅片相比较,采用带凹坑的翅片可以获得更佳的传热效果。     

柴油机喷油器喷孔磨粒流加工过程中颗粒形状影响的数值模拟

以喷油器喷孔为对象,基于欧拉-拉格朗日法和磨蚀模型对磨粒流研磨过程中的流场及颗粒运动进行了数值模拟,分别得出采用不同形状颗粒时的动压力、湍流动能、颗粒速度、磨蚀速率,探究了颗粒形状因子对研磨结果的影响。研究表明,磨蚀速率同颗粒形状因子成反比关系,采用形状因子较小的颗粒可加快研磨速度,形状因子为0.3的颗粒在喷孔入口处的磨蚀速率最大,比形状因子为0.7的磨蚀速率高出86.6%,颗粒形状对工件表面的磨蚀位置也有较大影响。     

环栅式动力除尘器的两相流数值模拟

为了开发、设计高性能产品,针对环栅式动力除尘器进行了二维两相流数值模拟。模拟中使用了颗粒轨道模型。采用κ-ε模型对气相湍流进行模拟,用Stochas模型描述颗粒相的湍流扩散。对灰尘颗粒及气体的流动情况以及除尘器的特性进行了分析研究。     

海上风力机的数值模拟

针对海上风力机运行的特点,根据NRELS809翼型数据,建立了水平轴风力机的整体模型。采用空气和水的两相流模型模拟海上工况,对模型进行数值计算,得到叶片绕流的速度分布和压力分布,并对两相流和单相流的变化情况进行了对比,最后对塔架的压力分布进行计算说明。研究结果表明:在两相流工况下,风轮叶片具有较高的功率系数,但该工况对叶片的强度、材料要求较高;气流流过叶片后均存在速度亏损,并在1倍风轮半径处趋于稳定;风轮对塔架的压力分布产生一定影响。     

多流体碱雾发生器内蒸发喷雾射流的数值模拟

通过对多流体碱雾发生器中伴随气固两相流的蒸发喷雾射流的数值模拟,得到了碱雾发生器内气液固三相的速度矢量场.计算结果表明,气体轴向速度呈中间高两头低的对称分布;对于不同粒径的液滴,呈现出不同的空间分布规律,大液滴由于惯性大,可以穿越周围的气流区,比小液滴有更大的扩展角;在喷嘴出口2倍管道直径区域,由于雾化液滴与固体颗粒存在较大的速度差,有利于固体颗粒的碰撞增湿.     

窄流道内单个鱼鳞型凹坑影响流动与传热特性的数值研究

基于水轮机上的鱼鳞坑磨痕,提出了应用于窄流道的鱼鳞形凹坑的设计思想,通过数值模拟研究了单个凹坑对窄流道流动与传热的影响,并和球形凹坑进行了对比。结果表明,鱼鳞形凹坑平板的传热特性明显要高于光滑平板,并且优于球形凹坑平板。与光滑平板的摩擦系数随着流体速度的提高而提高不同,凹坑平板的摩擦系数随流体速度的提高而降低。当通道进口速度较低时,鱼鳞凹坑平板的摩擦系数最高,然而随着进口速度的增大,其摩擦系数会逐渐低于球形凹坑平板,当进口速度增大到一定程度时,鱼鳞凹坑平板的摩擦系数将会低于光滑平板。     

压气机不同运行工况下湿压缩性能分析

湿压缩技术能够有效提高燃气轮机输出功,降低燃气轮机对大气环境的依赖程度.该技术对压气机的影响因素非常复杂,压气机的运行工况对湿压缩效果的影响甚大.本研究采用CFX软件对某型三级轴流压气机在不同工况下的干、湿压缩过程进行三雏数值模拟.结果表明:压比不变的情况下,高转速时压气机近失速边界处质量流量增加,低转速时质量流量下降...     

内燃机高压共轨轨腔内的三维流动数值分析

建立高压轨腔的三维不可压流体力学模型和流体力学边界条件,利用SIMPLE计算方法,并引入SSTk-ω湍流模型,模拟计算三种不同截面轨腔的压力场和速度场,分析壁面夹角与轨腔内流场的关系。结果表明:在横截面面积相同的情况下,出口中心线与轨腔壁面的夹角小于90°且大于80°的轨腔改善了轨腔内的流场特性分布。     

不同种类燃气对集束射流特性的影响研究

应用FLUENT软件对电弧炉用集束氧枪的射流特性进行数值模拟研究,讨论了环氧流量、燃气种类、燃气流量以及燃气热值对集束射流射流特性的影响。比较分析高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气和天然气燃烧条件下的集束射流射流特性,并与普通超音速射流进行对比。最后,通过实验室实验进行验证。     

直流电弧炉精炼期内熔池流场和温度场的数值模拟

数值模拟直流电弧炉精炼期内熔池部分的流体流动和电磁现象有重要的理论意义和实用价值.在对直流电弧炉内电弧等离子体进行数值模拟的基础上,使用一个二维时变磁流体力学模型来描述电弧炉精炼期内熔池部分电磁场、速度场和温度场的分布情况,同时,研究了炉底电极大小对炉内熔池部分流场的影响.仿真结果可为直流电弧炉的合理化设计和冶炼过程的优化提供参考依据.     

多流体碱雾发生器烟气脱硫布风结构优化的数值模拟研究

在一种新型的多流体碱雾发生器半干法烟气脱硫技术中 ,碱雾发生器内雾化液滴与脱硫剂颗粒的惯性碰撞是影响整个工艺脱硫效率高低的关键因素之一。为了提高液、固颗粒间的碰撞活化效率 ,通过数值模拟的方法 ,对多流体碱雾发生器脱硫剂颗粒及携带风的 2种不同进风型式进行分析比较 ,结果表明均匀性好的圆环进风方式大大增强了雾化液滴与脱硫剂颗粒的碰撞活化作用 ,从而为碱雾发生器布风结构的优化提供合理方案。     

真空腔对爆炸火焰窒息作用研究

采用预装真空腔对管道内瓦斯爆炸后火焰传播进行遏制是一种新型泄爆抑爆技术,从科学实验、理论分析和数值模拟3个方面初步研究了真空腔对爆炸火焰的窒息作用,结果显示一定体积真空腔的介入使其后的实验管道中不再出现火焰传播,真空腔的存在使燃烧过程的氧化工况由剧烈向缓慢转变,阻止燃烧三角形形成闭环,自由基生长的速度小于自由基的消失速度,爆炸火焰在真空腔内被窒息,证明了真空腔泄爆抑爆技术对爆炸火焰具有明显窒息作用的结论。     

运行工况对圆形楞涡流发生器CaSO4污垢特性的影响

为了研究运行工况对圆形楞涡流发生器CaSO4污垢特性的影响。采用数值模拟方法研究了布置圆形楞涡流发生器矩形通道内壁面CaSO4析晶污垢的沉积过程。主要分析了CaSO4溶液的浓度、壁面温度、入口速度和入口温度对污垢沉积率、剥蚀率和污垢热阻的影响。结果表明,随入口速度的增大沉积率和剥蚀率均增大,而污垢热阻值降低。随着壁面温度的增大沉积率、剥蚀率和污垢热阻均增大。随工质浓度的增大沉积率、剥蚀率和污垢热阻也是均增大。随入口温度的增大沉积率、剥蚀率和污垢热阻却基本不变。     

尾水渠出流的数值模拟及体型优化

针对某电站尾水渠实际情况,应用k—ε模型和控制体积法建立了三维紊流数学模型对原设计体型进行模拟,并将计算结果与物理模型试验的测量结果进行比较,验证了三维数值模拟计算的准确可靠性。在此基础上,根据工程的实际需要对尾水渠不同体型进行了流态、流速分布及能头损失的数值模拟,为尾水渠体型优化提供了建议。     

燃烧室壁面形状对撞壁射流气体混合过程的影响

本文研究了燃烧室壁面形状对撞壁射流气体沿壁发展过程的影响，实验发现：射流气体撞壁后主要沿壁面发展；近壁区域会形成浓混合气层，并且混合很慢，本文提出了两种方法，１）在壁面设置矩形凹槽，并且利用环境的气流运动加快射流气体的混合。２）在壁面上设置条形障碍物，使射流气体脱离壁面形成空间流动，另外，本文也模拟了ＯＳＫＡ－Ｄ燃烧系统中燃油撞壁后的发展过程。     

Effect of Desiccant Isotherm on the Performance of a Desiccant Wheel at Different Operating Conditions

A one‐dimensional mathematical model has been developed to investigate the effect of desiccant isotherm (adsorptive material) on the performance of the desiccant wheel. The model consists of four governing heat and mass transfer equations with some auxiliary conditions which are then solved using FlexPDE Software. The model shows good agreement with the experimental results obtained from the literature as well as with the experiment conducted by the author. In this paper the different adsorption isotherms have been characterized by a single parameter called the separation factor. The separation factors, R = 0.05, 0.1, 0.5, and 1 are analyzed under a different range of operating conditions. Investigation of these parameters is based on the wheel performance, index, that is moisture removal (MR) and dehumidification coefficient of performance (DCOP), as DCOP is more appropriate to reflect the utilization of heat energy in the regeneration process. The result of this study shows that there is a significant effect on the operating parameter on the isotherm shape. Across the entire range of operating condition single isotherm (R = 0.5 or R = 0.1) there is not a better adsorptive material choice but it varies with change in the operating conditions. The results of this study shows that the isotherm shape of R = 0.1 or 0.5 yields better results depending upon whether the given range of operating conditions are higher or lower.