超临界直流锅炉水冷壁动态特性试验研究(Ⅰ)

本文介绍超临界直流锅炉水冷壁动态特性试验结果。在出口压力、热负荷、进口质量流速和进口温度参数扰动下,确定水冷壁参数动态变化规律和响应曲线,并进行了理论分析。试验的目的在于为确定输入和输出参数间的传递函数提供可靠的依据。     

金属—陶瓷梯度材料动态温度响应变特性分析模型研究

以ＺｒＯ２／Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ金属－陶瓷梯度材料为例，研究了梯度材料在承受热冲击载荷作用的动态温度响应分析模型问题，研究的重点是分析材料的热导率和热容随温度变化的特性（即变特性特性）对动态温度响应的影响。分析结果表明，当梯度材料承受热冲击载作用时，变物性特性对材料的动态温度响应和材料隔热性能预测的影响十分明显，在对梯度材料的隔热性能进行了优化设计时，必须采用动态变物性温度响应分析模型和理论进行分析     

电站空冷散热器动态传热特性研究

建立了空冷散热器空气侧、水侧和管壁的热平衡偏微分方程,采用改进欧拉法对离散后的方程进行求解。获得了迎面风速、循环水质量流量和入口水温阶跃变化时散热器的动态响应特性,以及变量变化程度对散热器动态过程的影响。结果表明:扰动变量阶跃变化时,变化程度越大,对应的动态响应曲线变化幅度也越大。迎面风速增加时,空气和循环水出口温度降低;循环水质量流量和入口水温增加时,空气和循环水出口温度均增加。迎面风速和循环水质量流量越大,动态响应时间越短;循环水入口水温变化时,动态响应时间不变。     

固定床F-T合成反应器稳态和动态行为

根据有关文献和固定床Ｆ－Ｔ合成反应器的特点,建立了固定床Ｆ－Ｔ合成反应器的两维两相模型,选择了适宜的数值计算方法。考察了操作条件（反应动力学的指前因子、Ｐｅｃｌｅｔ准数、管壁温度与反应物进口温度和流量）对固定床Ｆ－Ｔ合成反应器动态行为的影响;研究了反应器进口操作条件（进口温度、流速及冷却介质温度）突变后反应器的动态响应行为。模拟结果说明,在一定条件下,可能出现逆响应现象（Ｗｒｏｎｇ－ＷａｙＢｅｈａｖｉｏｒ）。     

多股流板翅式换热器翅片旁通的数值分析

给出了多股流板翅式换热器是否发生翅片旁通的判断准则,据此计算了四股流板翅式换热器的相关系数。通过对多股流板翅式换热器数值程序进行求解,得出了四股流板翅式换热器的翅片温度和流体温度分布曲线,与判断准则得出的结论吻合一致。     

脉动流技术在管壳式换热器振动分析中的应用

为了避免脉动流技术产生的流体诱导振动造成换热器管的强度、刚度过大而导致结构失效,采用了有限元分析方法.建立换热器的流固耦合模型,施加有脉动流和无脉动流两种不同工况下的边界条件和荷载条件,从模态振型和动态响应等方面分析了两种工况下流体诱导振动对换热器管的影响.提取换热器管中间位置点和端部位置点的模态振型和动态响应曲线图,对两种工况下的计算结果曲线图进行了分析对比,结果表明：有无脉动流对管壳式换热器管的结构固有频率的影响不大;无脉动流作用时,换热管中间位置易发生刚度失效,端部位置易发生强度失效;有脉动流作用时,换热管中间位置的位移和端部所受的应力随时间呈周期性变化,可通过改变脉动流激励函数的系数来避免换热管发生振动失效.对脉动流技术安全地应用于换热器设备提供了一定的技术参考.     

印刷电路板换热器中S-CO2换热特性数值分析

为了探究超临界二氧化碳(S-CO2)在直通道印刷电路板换热器(PCHE)中换热特性,本文采用数值模拟方法对此问题进行了研究.计算分析了S-CO2在印刷电路板换热器中的换热特性,并对比了在单独改变一侧通道入口温度、工作压力及工质流量时对流换热系数和壁面努塞尔数的变化趋势.研究结果表明:由于工作压力不同,超临界二氧化碳工质存在从类液区向类气区过渡的情况,导致印刷电路板换热器换热通道入口温度或流量变化相同时对流换热系数和壁面努塞尔数呈现出不同的变化趋势.保持超临界二氧化碳工作压力和流量一定时改变冷侧入口温度比改变热侧入口温度对印刷电路板换热器热功率的影响更大;改变热通道的压力或流量要比改变冷通道的压力或流量对PCHE热功率的影响更大.     

钝锥高超音速绕流脉冲扰动研究

为了探究来流脉冲扰动波对高超音速流动的干扰,采用7阶迎风WENO格式对无粘通量项离散和6阶中心差分格式对粘性项离散,并使用3阶总变差减少龙格-库塔法进行时间推进求解N-S方程.基于6马赫绕钝锥自由来流,在稳定流场来流外边界加入一个脉冲扰动波,直接数值模拟了脉冲扰动的演变发展过程,并基于ABAQUS有限元软件模拟了钝锥体的瞬态压力响应,分析了对气动热力学特性及钝锥力学特性的影响.结果显示,数值方法精确捕捉到了脉冲扰动的演变发展,在脉冲波作用下,弓形激波出现变形,来流扰动波参数被放大数倍甚至数十倍,近壁面区域产生了涡;流场气动热力学特性和结构压力响应显著地受到脉冲波扰动影响,钝锥头部区域表面的热力学特性变化趋势显著地异于非头部区域,且前者变化较后者显著,后者沿驻点线大致呈线性增长趋势.     

并联管系统中气－液两相流分配特性的实验研究

通过对由联箱连接的Ｚ－型和Ｕ－型系统中的并联分支管束中的两相流流动的分配特性的试验研究，找出了各分支管中两相流的总质量流量和气相质量流量的分配规律，并分析了引起流量分配不均的原因     

变角度连续螺旋折流板换热器优化结构的数值研究

针对螺旋折流板换热器壳程进口螺旋流动未充分发展区域分布特点,提出了一种变角度螺旋折流板换热器模型,采用Realizable k-ε模型方程对两种折流板形式的换热器流动和传热特性进行了数值研究,并对换热器传热强化机理进行了分析.结果表明:变角度螺旋折流板换热器能够减小壳程进口螺旋流动未充分发展段长度,增加壳程整体螺旋流动强度和流体流动传热速度场与温度场的协同性,强化换热器传热.螺旋角为10°+20°和15°+25°的变角度螺旋折流板换热器较常规螺旋折流板换热器综合性能分别提高7.10%~7.54%和2.88%~4.05%.     

换热网络动态数学模型及其求解

以能量守恒为基础，建立了换热网络的机理动态数学模型，利用Visual Basic编程语言，运用显式差分法求解了该偏微分方程组。得到了当某流体入口温度扰动后，所有换热器出口温度的动态响应，求解结果表明所建立的动态数学模型符合实际情况，并成功应用于加氢裂化装置的高压换热网络的仿真培训。     

结霜工况下R410A翅片管式蒸发器的换热特性

在焓差实验装置和热泵性能测试系统中，对一台R410A空气源热泵的翅片管式蒸发器在结霜工况下的换热特性进行了试验研究．通过改变蒸发器制冷剂侧和空气侧的流体温度、流量等参数，利用显微摄影机对室外侧换热器的平直翅片表面结霜过程进行动态跟踪．实验表明，结霜速率和霜层厚度的变化对制冷系统的换热量、蒸发温度、制冷剂侧压降、整体传热效率都有不同程度的影响．在蒸发器的结霜初期和结霜后期，系统性能的衰减程度有较大区别．在空气温度为0℃～-4℃，相对湿度大于80％的情况下，换热器表面结霜速度最快．     

离心压气机无叶扩压器的失速特征

本文用高频响应的热线风速仪与磁带记录仪及CF－920动态信号分析仪一起，组成测量及分析系统，并用该系统对离心压气机无叶扩压器的施转失速进行了详细的测量及分析，文中通过对孤立叶轮及叶轮进口流动的测量鉴别了叶轮和扩压器谁先失速，得出了无叶扩压器产生的失速为渐变型，失速团以12％－22％的叶轮转动速度与叶轮同向旋转，失速产生后会引起整个无叶护压器窨大幅度的速度脉动，另外，在试验过程中观察到一种新的流动现象，即同一流量下交替出现两种不同频率及团数的失速。     

并联管系统中气—液两相流分配特性的实验研究

通过对由联箱连接的Ｚ－型和Ｕ－型系统中的并联分支管束中的两相流流动的分配特性的试验研究，找出了各分支管中两相流的总质量流量和气相质量流量的分配规律，并分析了引起流量分配不均的原因。     

结构参数对先导式纯水溢流阀性能的影响

应用流场数值模拟技术，在不同结构参数、压力、流量等条件下，对先导式纯水溢流阀主阀流道
内的流场流态进行动态仿真.分析了结构参数对流场流态及压力 流量特性的影响，在此基础上确定了影
响阀静态特性的主要结构参数.结合仿真结果，对结构参数进行优化设计，并对先导式纯水溢流阀静动态
特性进行实验研究.结果表明：所研制的先导式纯水溢流阀滞徊小于3％，定压精度大于88％，压力上升
时间小于0.075 s，压力超调量低于14％.利用流场仿真技术对溢流阀进行优化设计，不仅能够提高溢流
阀的静态性能，同时还能够改善其动态响应特性.     

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。     

由超临界锅炉动态试验曲线计算单位阶跃响应曲线

本文在超临界直流锅炉水冷壁动态特性试验结果的基础上,对实测的扰动曲线与响应曲线进行数值处理,进一步计算出单位阶跃响应曲线,从而清楚地显示出系统的动态响应特性.     

冰箱换热器性能测试系统研究

针对一侧换热介质是空气的冰箱,本文设计了一套冰箱换热器性能测试系统。考虑到安全性,该系统采用R134a作为测试制冷剂,分别对两种样品的蒸发器和冷凝器的性能进行测试。R134a制冷剂的流量范围为20~80kg/(m2·s),润滑油质量分数为0%~5%,蒸发温度和冷凝温度分别为-23℃和40.5℃。根据制冷剂的质量流量及进出口焓值变化,求得换热器换热量,换热系数为换热器整体换热系数。测试结果表明,在流量范围内,随着制冷剂流量的增大,蒸发器和冷凝器的换热量都会增大,二者的换热系数从质量流量范围20~80kg/(m2·s)分别增加了107%~257%,57%~91%。通过与其他文献数据进行对比,该系统可以较好地测试换热器的性能。该研究对节能与环保意义重大。     

双室流化换热器传热分析

介绍了一种用于腐蚀性乏气余热回收的新型无管束磨损的间热式换热器－双室流化换热器。类比壳管式换热器传热分析,对其传热特性进行了理论研究。,研究表明,换热器总热阻由两流化床气固换热热阻和颗粒循环流动传热热阻串联而成;颗粒流量在一定范围内可控制其传热过程;加大气流速度,增加床层横截面积,选用大颗粒及加大颗粒流量等均可强化其传热。为后期 传热性及工业应用提供了理论依据。     

针翅管式相变蓄热器传热特性的实验研究

采用赤藻糖醇作为相变材料,将三维针翅管用作换热元件以强化换热,设计了一套针翅管式相变储热换热器实验装置,对相变储热换热器的充、放热特性进行了实验研究:测定了赤藻糖醇的温度分布随时间变化的规律;改变充、放热流体工况,分析了流量对换热的影响,以及能量随时间变化的规律.实验结果表明:材料温度在120℃附近相变区域内变化缓慢,在换热过程前期变化较快,后期较慢,相变材料温度变化规律一致,但随时间有超前或滞后现象;随着换热的进行,储、放热速度下降.该储热换热器较好地实现了能量的储存和释放,为中温领域相变蓄热技术的应用提供了理论基础.