太阳能真空管的热性能分析与测试

以太阳能Kalina循环为研究背景,搭建太阳能光热光伏联合应用实验平台;借助单管太阳能热水器,通过实验和数值模拟的方法,对太阳能真空管热性能进行分析与测试;利用场协同原理,对单管太阳能热水器温度场和速度场进行可视化分析。研究表明：建立的二维数值计算模型,能准确反映同一条件下,全玻璃真空管太阳能热水器的变化趋势;真空管内加装导流板后,场协同性最高;最终确定加装反光板和导流板的Φ58 mm×1 800 mm太阳能真空管为最佳选择。     

导流装置对直接空冷凝汽器单元空气流动与换热性能影响的数值研究

针对600 MW直接空冷凝汽器单元在受到环境风影响下,轴流风机进风量减少以及翅片管束出口温度分布不均匀的现象,采取在空冷单元风机出口和挡风墙底部同时加装平直矩形导流板的措施加以改善。运用Fluent软件对内部和外部加装不同数量导流板后的空冷单元进行了数值模拟。结果表明,在环境风影响下,空冷单元内部和外部同时加装导流板,不仅能够增加轴流风机进风量,降低翅片管束出口局部高温区的温度,而且能够使空冷单元内部流场更加均匀。     

用于燃煤电厂的低温省煤器前烟道流动及磨损特性

以低温省煤器及其管道为研究对象,采用数值模拟方法,对低温省煤器及其管道流动及磨损特性进行分析,采用添加导流板的方式对流场进行优化以降低磨损量。低温省煤器前方圆节的布置导致流场紊乱,低温省煤器入口截面速度分布均匀性较差,管束磨损区域与高速区相对应,冲蚀磨损主要集中在中心区域,第一排管束迎风区磨损量最大,后排管束磨损量依次降低;对方圆节内置导流板进行优化后,低温省煤器前流场速度标准偏差由34.9降低至15.2,均匀性提高,管束的最大冲蚀磨损量降低两个数量级,磨损程度大幅度降低,保障了低温省煤器的安全经济运行,为低温省煤器及其管道的优化设计及运行提供了理论参考与数据支持。     

导流板布置方式对空冷单元流场影响的数值模拟

空冷单元内部流场不均匀,A字架散热管束底角区域冷却不充分,导致凝汽器换热效率差.通过改变空冷单元内部导流板的布置方式,可改善其内部冷却空气的流场,提高空冷凝汽器的传热性能.采用RNG κ-ε湍流模型,对不同布置方式的导流板空冷单元进行数值模拟,分析对比了导流板倾角在20°~50°和导流板数量在2块-10块范围内散热管束表面的温度场.结果表明:加装导流板的空冷单元内部流场均匀性显著提高;当风机出口安装倾角为30°的导流板时,散热管束表面局部高温区域消失;当风机出口安装8块导流板时,散热管束表面平均温度最低,凝汽器换热效果最佳.     

新型锥形孔折流板管壳式换热器数值模拟研究

针对传统弓形折流板管壳式换热器存在换热死区以及横向管束振动大等问题,提出一种新型锥形孔折流板管壳式换热器,建立锥形孔折流板换热器物理模型,应用Fluent对其进行数值模拟,研究换热器壳侧流体不同流速对换热器流场与温度场的影响.并将其结果与传统弓形折流板换热器进行比较,结果表明:锥形孔折流板换热器壳侧流体对管道横向冲刷作...     

卡鲁塞尔氧化沟附加设施对改善流速分布的数值模拟研究

为了提高氧化沟内水流的混掺能力,降低系统的运行能耗,对卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟的结构进行优化研究。采用数值计算方法求解气液两相流时均方程,辅以RNG k-ε紊流模型封闭时均方程组,自由面的追踪采用VOF(Volume of fluid)方法处理,对六沟道试验氧化沟在曝气推流设备后增设导流板与无导流板两种工况下的水力特性进行研究。通过对比两种工况下的流速分布规律,得出在曝气转盘下游加装导流板时,不会导致氧化沟中上部污泥滞留,并能增大氧化沟底部水流速度,改善沟内垂线上的流速分布。在曝气推流设备后增设导流板来改善水力特性有利于消除氧化沟池底积泥现象,延长水气混掺时间,提高水处理效率。     

孔板送风房间内污染物分布的模拟与实验

为研究孔板送风条件下室内污染物体积分数的分布规律,采用实验测试和数值模拟两种方法.建模时采用基本模型和N点风口模型两种方法进行孔板入口边界条件的处理,模拟结果表明：两种处理方法计算的污染物体积分数分布规律相近;将实验数据和模拟结果进行对比,其变化趋势吻合良好,其中N点风口模型的模拟结果更接近实验情况,从而验证了应用该模...     

竖壁贴附射流加导流板呼吸区送风气流组织CFD及试验研究

本文以有集中热源的办公室建筑为例,在相同送风量和相同送风温度条件下,研究比较了两种直接向呼吸区送风(竖壁贴附射流加导流板送风和层式送风)的气流组织特性,分析比较了两种送风方式的温度场和速度场及温度和速度随房间高度的变化.研究结果表明,两种送风方式下,新风都可以直接达到呼吸区内,呼吸区内空气品质良好,但竖壁贴附射流加导流板形成的竖壁贴附呼吸区送风可以在工作区内形成一个速度和温度都更加均匀的空气湖环境,且能够获得较好的舒适度.该研究为竖壁贴附呼吸区送风的新型气流组织设计提供了参考依据.     

600MW燃煤锅炉SCR系统烟道导流板设计

基于FLUENT 6.3软件对600 MW燃煤锅炉烟气选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)脱硝系统的导流优化设计进行数值模拟研究.研究结果表明:无导流装置下,因烟道截面变化及弯头偏转,SCR系统流场出现严重不均,AIG下游截面两侧速度差达15 m/s,反应器入口速度偏差为31.25%,且尾部烟道内流场不均,影响下游设备运行.设计合理的导流板可有效改善烟道流场分布;入口大小头处加装两组纵向导流板使AIG下游截面速度偏差减小为15%,反应器入口截面速度偏差降为13%;弯头处的导流板加装延伸导流段,可对下游流场起到良好的均流效果.     

方截面弯管加导流板时湍流二次流数值模拟

本文采用ｋ—ε双方程湍流模型，在三维贴体坐标下，用ＳＩＭＰＬＥ方法对方截面９０°弯管内加装导流板时的湍流二次流动进行了数值模拟，给出了管内各个不同截面上的二次流特特性，并作了分析和讨论．结果表明，加装导流板后，在弯管中形成了两对二次流，除了内管中心部分在７３．１２５°附近速度略有降低外，总体上来说，二次流随角度的增大而增大，在出口处达到最大值．     

OWC air chamber performance prediction under impulse turbine damping effects

Oscillating water columns(OWCs)are most widely used in coastal wave energy conversion.The air duct opens into the atmosphere through the air turbine,which is the power take-off device,and this results in a pressure drop across the air chamber.However,because of the complex configure of the impulse turbine and its high rotation speed,it is difficult to install it in the experimental simulator and numerical model.Therefore,the turbine damping effects on the operation of the OWC air chamber are induced to predict its performance more accurately.Orifice plates are used as a substitute for the impulse turbine as it generates a similar pressure drop and power output;the experimental and numerical pressure drops and output powers are compared.A 3D numerical wave tank based on the two-phase VOF model is established using the commercial CFD code Fluent,which can predict air flow and pressure variations in the chamber and duct.Water surface elevations,air flow velocity and pressure variation inside the chamber with the orifice plate are studied numerically,and validated by the corresponding experimental data.The air chamber of the Yongsoo OWC pilot plant is used as the engineering project case.The operating performance of the air chamber installed with a 0.428D orifice plate as the substitute for the designed impulse turbine is computed and analyzed.It is found that the turbine damping effects will cause around 30%reduction in the peak values of the pneumatic energy output of the OWC air chamber in the resonant wave domain.     

Airflow characteristics by air curtain jets in full-scale room

A new air distribution pattern, air curtain jet ventilation was presented. The ventilation or airflow patterns and the air velocity produced by air curtain jet were investigated in detail. To identify the airflow characteristics of this novel air curtain jet ventilation system, a full-scale room was used to measure the jet velocity with a slot-ventilated supply device, with regards to the airflow fields along the vertical wall as well as on the horizontal floor zones. The airflow fields under three supply air velocities, 1.0, 1.5 and 2.0 m/s, were carried out in the full-scale room. The experimental results show the velocity profiles of air distribution, the airflow fields along the attached vertical wall and the air lake zones on the floor, respectively. The current experimental research is helpful for heating, ventilation and air conditioning (HVAC) engineers to design better air distribution in rooms.     

同心环管圆孔射流流动特性的数值模拟

采用标准的k-ε模型及混合有限分析法对均匀横流条件下三维受限同心环管中单孔和双孔的横向紊动射流流动进行数值模拟.分别得到单圆孔不同流速比下的射流轨迹线与数学表达式、双圆孔不同间距下的速度场.结果显示：射流比越大,射流深度越深,射流越不容易发生弯曲;射流横断面上速度最大值的偏离程度随横流距离的增加而增大,但增大率越来越小;双孔射流孔间距影响射流轨迹线,由于前一个射流的遮挡作用,后面射流更不容易发生弯曲.     

风道结构对自提冷冻冷藏柜热性能的影响研究

冷冻冷藏柜依靠风机推动内部气流强制循环来实现柜内的冷却,通过优化风道结构可显著改善其热环境. 论文借助CFD仿真软件将某自提冷冻冷藏柜内部温度场及气流组织等结果可视化,探究风道结构对柜内热性能的影响规律. 通过改变风机方向、风道宽度及风道倾角建立多个模型进行对比,筛选出最优的结构模型. 研究结果表明:风机垂直于地面设置,风道宽度为8 cm、倾角为1.8°的冷柜内部热性能最为理想.     

倾斜式波纹翅片管传热及流动阻力性能比较试验

对新开发的空气冷却器倾斜式波纹翅片管与传统的国产平直翅片管的传热性能及流动阻力性能进行了对比试验,给出了相应的传热系数曲线和流动阻力系数曲线,并分析了产生该试验结果的原因及理论依据。当空气流经该新型倾斜式波纹翅片管时,由于该翅片管能使气流产生强烈的扰流,破坏气流的边界层,导致掠过翅片管束的气流紊流程度加剧,从而提高了翅片管外空气膜传热系数。由试验结果可知,该新型倾斜式波纹翅片管与平直翅片管的j／f值相比,有较大的提高,表明新型倾斜式波纹翅片管的传热及流动性能优于国产平直翅片管,具有较高的工程应用价值,因此新型倾斜式波纹翅片管具有较好的推广应用前景。     

喷腾型分解炉内冷态流场的模拟与优化设计

为掌握分解炉内流场特性,应用标准k-ε双方程模型和SIMPLE方法对喷腾型分解炉内部三维湍流冷态流场进行了数值模拟与分析.重点分析了带旋流的三次风、柱体的尺寸和中部缩口对分解炉内气体流场特性的影响规律.研究表明:喷腾型分解炉内流场基本为喷射流,其物料的分散主要受轴向风的纵向作用.通过增加分解炉的高度、增设中部缩口和带旋流的三次风,气体运行迹线的长度因旋流效应、尺寸效应和二次喷腾作用而延长,从而增加了气流在分解炉的停留时间.     

Method of calculation of a methane concentration field in gob areas with a known velocity field based on the model of stream tubes

The control equations of gas concentration field in gob areas with a known velocity field are partial differential equations with variable coefficients, whose traditional mathematical calculation methods are very complex. A numerical simulation method can be used to calculate the gas concentration field, but it also needs considerable amounts of computer resources and the relations of gas concentration at different points of the gob area are undefined. Based on the model of stream tubes, the conservation equations of mass and gas components within the stream tube are used to deduce the equations of a gas concentration field in a gob area with a known velocity field. This method of calculation of a gas concentration field is applied in a gob area with a U-type ventilation working face, which suggests that this new method has the virtue of exact calculations is simple to operate and has a clear physical interpretation.     

采用缺口件等效与渐进插值法预测构件疲劳极限

以发动机曲轴为例,以等效椭圆孔板长轴长度、短轴长度及均布载荷为变量,采用拟合方法使等效椭圆孔板的应力集中处应力场与曲轴受载荷时应力集中处的应力场尽可能一致,将曲轴应力集中等效为标准椭圆孔缺口件.通过等效处理,曲轴疲劳极限载荷的求解问题可以转换为椭圆孔缺口件的疲劳极限求解问题,结合已有曲轴的疲劳强度试验数据得出该曲轴材料的特征尺寸,采用渐进插值法结合短裂纹扩展理论,推导出预测曲轴的疲劳极限载荷.     

汽车尾气检测仓气流组织的数值模拟研究

气流组织是汽车尾气检测仓设计的主要内容之一,它不仅影响空调房间的空调设计参数,而且对整个系统的运行产生重要影响。采用CFD技术研究了送风方式对室内空气速度场和温度场的影响,并对其速度场和温度场进行数值模拟解算。得出了适合于汽车尾气检测仓的气流组织方式,从而为该检测仓的空调设计提供了一定的依据。     

应用改进TOPSIS法的舰船气流场方案评价

为解决大型舰船甲板气流场评估阶段决策方法相对缺乏的问题,针对其各个影响参数之间评价的相似性的特点,初步构建舰船气流场评估指标体系,并将邓氏和斜率灰色关联度法相结合,改进了TOPSIS法.在此基础上,数值模拟了相同工况条件下3艘国外大型舰船的甲板空气流场状态,根据起飞、降落跑道速度和甲板面涡系变化等一系列评价气流场的关键参数,提出舰船甲板气流场的评价方法,进而对3艘大型舰船的甲板气流场进行综合评价.实例结果表明,应用改进TOPSIS法可以根据不同舰船气流场指标间的差异,对不同舰船甲板气流场方案予以评价,同时该方法可为今后舰船气流场评估提供一套有效、可行的新方法.