多孔介质干燥过程的水分蒸发强度计算

基于含湿多孔介质的水分蒸发过程及其内部毛细管水分的蒸发特性的分析,得到了确定蒸发区间位置的微分方程表达式和蒸发强度计算式,并讨论了多孔介质内部孔隙大小对蒸发区间和蒸发强度的影响。     

多孔介质空气轴承静态特性仿真分析

多孔介质空气轴承作为气浮导轨的关键零部件,其静态特性对导轨性能至关重要。采用有限体积法进行了多孔介质空气轴承静态特性仿真,设计了多孔介质平板试验。采用可压缩Forchheimer方程获得多孔介质的渗透率系数;采用X-ray断层扫描方法分离了多孔介质内部孔隙结构,并将孔隙结构细分获得孔隙度。分析了多孔介质CT三维扫描图像的最小重复单元。基于CFD方法对多孔介质空气轴承静态特性进行了数值模拟,对网格数量无关性进行了验证。结果表明:通过合理设计多孔介质的形状和大小以及气膜的厚度,空气轴承能够获得较好承载力和静刚度。     

基于多孔介质模型的机械密封静压泄漏特性分析

针对接触式机械密封普遍存在的渗漏现象,考虑到流体在多孔介质中的流动和在密封端面间的流动具有相似特征,基于多孔介质模型建立密封端面间渗流模型,通过对动量方程和连续性方程的推导,得到适用于密封端面间流体流动的控制方程,提出一种密封端面间泄漏率的解析计算新方法,并与COMSOL数值模拟得到的泄漏率进行对比分析;研究孔隙率、端面表面粗糙度、膜厚、密封介质压力和弹簧比压对静压泄漏特性的影响规律。结果表明,泄漏率随孔隙率、端面表面粗糙度、膜厚和密封介质压力的增大而增大,随弹簧比压的增大而减小,解析计算结果和数值模拟结果的变化趋势基本一致,证明该解析法计算泄漏率具有实用性和可行性。     

含湿毛细多孔介质传热与传质基本方程的一组代数显式解析解

对含湿毛细多孔介质传热与传质过程的基本主控方程,以建议使用的加法分离变量法导出了一套代数显式解析特解。它仅由时间的线性项与几何坐标的二次项组成,比较简单明了,具有一定的物理意义。这个特解尤其适合作为标准解发展计算传热传质学。     

固体物质干燥过程中的湿分传递理论进展

简要回顾了固体物质在干燥过程中湿分迁移的理论及其发展历程，介绍了固体物质中湿分传递的主要理论和模型，包括连续模型和应用于多孔介质的孔道网络模型。孔道网络模型是近十余年发展起来的新的模型，能更好地描述多孔介质的干燥过程，是干燥理论研究的新方向。     

烧结不锈钢颗粒多孔介质单相流阻力特性研究

对烧结不锈钢颗粒多孔介质的单相流阻力特性进行试验研究,根据孔隙率的大小选择简单堆积颗粒方式作为模拟的单元模型,在此几何模型上设定对称边界,在孔隙尺度下通过求解标准N-S方程及k-ε紊流模型对其进行数值研究。分析了单相流流经烧结不锈钢颗粒多孔介质后的单位压降与等效雷诺数的关系,并基于实验数据拟合出了表征多孔材料流动压降与颗粒直径、流速、孔隙率的Tadrist关系式中的两个常系数。完整的Tadrist关系式可以作为烧结不锈钢颗粒多孔介质内流动阻力在宏观尺度上的预测模型。     

基于深度学习的多孔介质渗透率预测

渗透率是多孔介质的重要属性,衡量多孔介质对流体的阻碍能力。现有渗透率计算方法如有限体积法(Finitevolume method, FVM)、格子玻尔兹曼(Lattice Boltzmann method, LBM)等有计算耗时缺点。因此,基于深度学习研究了多孔介质渗透率的快速预测。利用X射线断层扫描成像技术获得了40个真实多孔介质图像,利用人工合成多孔介质的方法扩充400个图像。在孔隙尺度上,利用传统有限体积法模拟制作了图像的渗透率。数据集共440套,按照9∶1划分了训练集和验证集。建立深度学习网络并进行渗透率预测。训练完成的网络在验证集上表现良好,误差在±15%内。结果表明,在渗透率预测速度上,深度学习网络预测时间是传统有限体积法的25%左右。验证了直接从图像到渗透率映射的可行性,同时也有助于理解孔隙与渗透率的关系。     

多孔介质式发动机燃烧系统的分析

本文在分析了多孔介质燃烧技术基础上,又对该技术在发动机上的应用进行了详细的分析。将多孔介质燃烧技术运用到发动机上可以降低排放、提高循环热效率、使燃烧温度稳定和燃烧温度均衡。多孔介质燃烧技术的应用能够解决自由火焰固有的问题,实现混合气与多孔介质之间以及燃烧产物与多孔介质之间的快速换热。     

多孔储液介质自润滑机理研究进展

多孔储液介质是启发自关节软骨的仿生摩擦材料,因具有良好的自润滑性能,在工业生产中发挥着重要作用。早期多孔储液介质多是针对不同基体材料及骨架结构进行优化设计,或是根据单因素理想边界建立润滑数值模型,对多孔储液介质的润滑机理缺乏系统的理论描述,限制了其大规模的工业应用。根据不同的结构形式和润滑机理,将多孔储液介质分为有限直孔储液介质和随机多孔储液介质,总结了有限直孔储液介质中空化现象、流体运动、惯性效应、气-液耦合对润滑性能的影响,论述了基于渗流力学、流-固耦合作用的随机多孔储液介质自润滑理论的发展,以及多孔储液介质的应用现状。分析和讨论了多孔储液介质自润滑机理研究的难点问题,对推动多孔储液介质润滑机理的研究和工程实践应用具有重要的参考意义。     

多孔介质单相渗流的热弥散模型

根据流体在多孔介质内的渗流特性 ,提出了新的热弥散模型 ,成功地再现了多孔介质内单相流体对流换热时壁面区的温度分布。与以往的模型相比 ,该模型具有较少的可调经验参数。运用该模型预测的Nu数与Re数的关系与试验结果一致     

大型多孔介质太阳能储能器的优化设计

基于k-ε湍流模型和多孔介质的定性损失模型,用ANSYS CFX软件对大型多孔介质太阳能储能器进行稳态流动的模拟分析。在给定边界条件的情况下,通过改变多孔介质孔隙率和储能器的结构参数,分析储能器输出功率的变化,从而得出储能器直径对介质的速度和温差乘积影响的局部灵敏度为0.45,孔隙率为0.12,多孔介质厚度为0.07,出口高度为0.001。以太阳能储能器输出功率最大为目标,通过优化得到三组参变量的设计点和一组响应点,其中设计A点对应的输出a值最大。     

非金属多孔介质垫片泄漏模型再研究

以渗流力学为基础推导建立了新的非金属多孔介质垫片泄漏模型,该模型考虑了垫片压紧应力与材料空隙度之间的关系,以及垫片尺寸、流体介质垫片材质等因素,可以合理有效地预估非金属垫片的泄漏率.     

多孔介质在PECVD应用的仿真研究

利用计算流体动力学(CFD)软件,按照现有的工艺参数对某管式等离子增强化学气相沉积(PECVD)设备腔体进行三维数值模拟分析,研究了不同流量下工艺参数下PECVD设备腔体内部流场的整体分布,并对石英片之间反应区域的速度分布进行详细分析,并提出了多孔结构在腔体内部的应用。计算结果表明该工艺参数下腔体内部整体流动稳定,生长区流速平缓对于薄膜生长非常有利,在反应腔前端加入多孔区有利于增加晶片间的流动扩散,提高薄膜沉积率。数值模拟仿真为PECVD设备制造提供一定的理论指导依据。     

多孔介质单元区域的流场模拟及分析

利用三维软件对多孔介质排气管道进行模拟,通过CFD软件STAR-CCM+对多孔介质单元区域进行数值模拟,得到多孔介质单元区域的流场(速度流场、压强流场).结果表明:管道中间的多孔介质区域吸收了一部分气体,使得管道内部的压强降很小,同时管道内部的气体流速也在减小,说明多孔介质区域的吸附作用很强.为今后废气的排气管道的研究提供参考.     

多孔金属材料的特性与用途

综述了多孔金属材料的特性和用途,特别是它的比强度大、比表面积大、能量吸收性好、吸声性好等特点,将在车辆工程和机械工程等领域有广阔的应用前景.     

单液滴冲击多孔介质过程的数值模拟与试验

三维打印过程中,粘结剂的性能及动态行为对打印过程的质量有重要影响。本文中分析了单液滴对多孔介质的冲击、扩展、渗透动态过程,建立了液滴动态变化的数学模型。为了准确描述液滴流动的动态效果,采用VOF(Volume of fluid)模型来跟踪液滴形状,采用PISO(Pressure implicit split operator)算法计算压力速度耦合。分析了液滴特性、冲击速度和多孔介质孔隙率对液滴扩展特性的影响。试验结果表明,提出的模型可以进行良好的预测,同时发现液滴最大扩展半径随液滴初始速度的增加而增加,随粘度的增加而减小;孔隙率越小,液滴在多孔介质外部的扩展明显,扩展半径变大,渗透厚度变小。     

定向孔隙多孔储油介质的制备与评价

提出一种具有定向孔隙多孔储油介质的制备方法,该方法以聚四氟乙烯(PTFE)粉末作为基材,苯甲酸作为造孔剂,通过模压、涂覆高温密封胶和真空烧结得到具有定向孔隙的多孔介质。分析模压压力和造孔剂质量分数对多孔介质的硬度、密度、孔隙率、储油率和油保持率等性能的影响。试验结果表明,制备压力与多孔介质的硬度和干密度分别呈线性正效应关系和负效应关系,对孔隙率、储油率和油保持率的影响不显著。造孔剂质量分数与多孔介质的硬度和密度呈线性负效应关系,与孔隙率呈线性正效应关系;造孔剂质量分数越大,甩油初始渗油速率也越大,但对最终油保持率的影响并不显著。多孔介质内部孔隙具有溶洞型的纤维化组织结构,内部孔隙相互贯通,且具有良好的定向性。     

甜红椒薄层热风干燥特性研究

为了对甜红椒的热风干燥过程和装备参数提供参考依据,利用洞道式干燥装置在不同风温下干燥甜红椒,研究甜红椒的薄层干燥特性,分析试验数据得到不同风温下的干燥特性曲线。运用 Origin8.0软件对试验数据进行有效的拟合,并做出甜红椒的干燥速率曲线。结果显示,在薄层干燥过程中,风温为95℃时,甜红椒的品质最佳,干燥过程相对最稳定。     

多孔介质模型在板翅式换热器数值模拟中的应用

利用FLUENT软件中的多孔介质模型,对板翅式燃气热水器换热器芯体内流体的流动与传热进行三维数值模拟.计算分析了不同操作参数条件下,换热器芯体的流场分布特点,计算结果与热水器样机测试实验结果吻合,表明该模型的应用是切实可行的.