旋流燃气灶数值模拟研究

为缩短燃气灶的研发周期、降低研发成本、进一步提高燃气灶热效率,以旋流燃气灶为对象,以甲烷为燃料,利用Fluent模拟软件,研究了锥角和锅支架高度、一次空气系数因素对燃气灶热效率的影响。模拟结果表明：旋流燃气灶热效率随这三个参数的增大均呈现出先增后减的规律,其最大值分别发生在一次空气系数为0.6、锥角为45°、锅支架高度为22.5 mm时。为确定这三个参数的不同组合对热效率的影响,采用正交试验研究了这三个参数对热效率影响的显著性。试验结果表明：一次空气系数为0.6、锥角为45°、锅支架高度为22.5 mm为最优水平组合。     

正交试验方法在波形板分离器数值模拟研究中的应用

为了比较精确的计算波形板惯性分离器的阻力特性,将正交试验方法与数值模拟相结合,讨论了不同数值计算方法对波形板惯性分离器阻力特性的影响,通过极差分析得出最优的数值模拟方法。研究表明:在对惯性分离器进行数值仿真时,湍流模型对计算结果的影响最大,离散格式影响稍小,压力差补和压力速度耦合算法的影响最小;其中,RNG k-ε湍流模型、SIMPLEC算法、二阶压力插值、QUICK离散格式的算法组合对波形板分离器阻力特性的预测误差为6.8%。     

百叶窗浓缩器性能的试验及数值模拟研究

对百叶窗浓缩器性能进行了深入的试验和数值模拟研究,详细分析了百叶窗结构,气流等因素对比浓缩器浓淡风比,阻力系数,浓缩率,分离效率等性能参数的影响,优化了百叶窗结构。研究表明,该浓缩器具有浓缩效果好,阻力低,气流分配适中等优点。图12参7     

发动机螺旋进气道三维流场数值模拟及试验研究

利用CATIA V5R14对某发动机螺旋进气道进行了三维造型,然后利用Ricardo三维流体软件VECTIS进行流体计算,并对该气道进行了稳流试验,计算结果与试验对比发现,平均流量系数与里卡多涡流比吻合较好,而且CFD可以获得大量试验无法获得的信息。因此CFD已成为现代设计优化气道不可缺少的重要技术。但由于CFD相对试验来说耗时长,而且各气门升程下计算数据波动较大,故目前开发优化气道流程中CFD仍不能完全替代气道稳流试验。最后对该气道流量系数不高的问题提出了改进建议。     

LPG碰壁喷雾的试验及数值模拟研究

基于离散液滴模型(DDM),并结合柴油机实际工作情况,建立了喷雾碰壁的数学模型.将该模型与KIVA程序耦合,对多种形态的喷雾碰壁进行了模拟计算.在压力定容室内,利用PIV高速摄影技术对液化石油气(LPG)和柴油的碰壁喷雾过程进行了试验研究.将模拟与试验结果进行了对比分析,并着重考察了碰壁角度对燃料碰壁过程的影响,获得了LPG喷雾碰壁特性的一般规律.与柴油相比,在同样条件下,LPG能在壁面上溅起较厚的液滴雾层,且溅起的液滴尺寸较小,在壁面上附着的油膜厚度较薄,说明LPG比柴油蒸发速度快,雾化质量好;随着碰壁喷雾倾斜角的增大,2种燃料在碰撞点壁面附近所产生的液滴数显著减少.     

煤粉炉冷态数值试验模拟研究

针对某热电厂燃煤锅炉,建立其物理模型及冷态流场数学模型,以模拟冷态性能试验中的炉内空气动力场.并将试验数据直接与模拟结果进行分析、对比,以达到验证物理、数学模型正确性的目的.     

生物柴油发动机燃烧与排放数值模拟及试验研究

对燃用生物柴油的一台增压中冷直喷式柴油机,利用CFD分析软件FIRE建立了喷雾和燃烧计算模型并进行模拟计算,在理论和试验上对模型进行了研究和验证。结果表明,燃料的十六烷值和粘度对放热率影响较大,模拟计算得出的曲线与实测结果吻合较好。并对柴油机喷油参数改变后燃用生物柴油发动机NO和颗粒物排放进行了性能预测。     

粗粉分离器性能的模化试验及数值模拟研究

以粗粉分离器为研究,通过冷态模化试验评价分离器工作性能,确定分离器优化结构,采用CFX－TASCflow软件包,数值模拟冷模试验和实际设备改造,计算结果与试验和现场测试结果吻合较好,为粗粉分离器改造提供了理论依据和数据。     

柴油机双进气道流动特性的数值模拟及试验研究

在与稳流试验对等的边界条件及评价方法下,利用CFD软件Fire对气道稳流试验进行了数值模拟。计算结果显示出在气道稳流试验条件下气流运动的详细状况。模拟结果与试验结果的对比表明,数值模拟所得流量系数和涡流比与试验结果基本吻合,气道数值模拟结果具有一定的可信度。     

基于CFD模拟和正交试验设计的弯头磨损研究

基于CFD仿真计算软件,并采用正交试验设计方法,探究了弯径比、入口风速、粉尘浓度对含尘气流冲蚀90°弯头时最大冲蚀速率的影响.结果 表明,入口风速是粉尘冲蚀弯头时最大冲蚀速率的主要影响因素,弯径比是次要影响因素.为了减小弯头磨损,提高弯头寿命,弯头设计时优选较高的弯径比和较低的入口风速.     

高压气体引射器的试验研究和仿真

以一个高压气体引射器试验台为基础，开展了一系列高压引射试验，研究高背压条件下引射器的工作特性。同时，利用计算流体力学方法对引射器引射，混合过程进行了详细的研究。系列试验表明引射系数对引射气流的压力变化不敏感，但高背压的确对引射气流和被引射气流在混合管内的混合，扩散和流动产生影响。数值仿真克服了试验设备的限制，并显示了引射流动的详细情况。数值仿真结果表明：在一定的工况下，总存在一个最佳面积比和最佳相对位置以对应最大引射系数(即使引射器达到最大工作效率)，而其物理表现为引射器喉管壁面压力最低。正是它们之间的内在关系决定了气体引射器的工作特性。     

生物质颗粒预燃室燃烧试验与数值模拟

对生物质锅炉进行了生物质颗粒的燃烧试验,以了解其燃烧情况,同时进行了生物质颗粒燃烧的数值模拟,分析研究炉内的速度场、温度场和组分浓度场。对比数值模拟和试验数据,可知烟气出口处温度与数值模拟结果吻合较好,且锅炉燃烧性能良好,试验还测得在烟气出口处温度较高易结焦,可为以后锅炉改造提供方向。     

热泵/制冷循环实验模拟与数值计算的设计

运用世纪星组态软件设计了热泵/制冷循环实验模拟与数值计算软件。此软件可以动画演示整个实验过程并能看到各种实验现象;也可用来实时计算换热量、热损失、制冷或制热系数等性能参数;并为节能研究提供实验数据验证。     

三级旋流杯燃烧室流场测量与数值模拟

为满足高温升高热负荷燃烧室头部设计要求,参照旋流器设计准则,设计4种不同三级旋流杯燃烧室,采用数值模拟和PIV试验相结合方法对其冷态流场进行初步研究。研究结果表明:第3级旋流器叶片安装角增加,火焰筒头部旋流特性更显著,回流区直径增大,有利于火焰稳定;同时主燃孔射流深度增加,有利于截断火焰。第3级旋流器叶片数增加,主流速度衰减加快,气动损失增大,使火焰筒头部进气量减少,同时削弱三级旋流杯出口气流旋转强度,火焰筒头部回流区直径减小,不利于燃烧。     

紊流数值模拟的现状及进展

讨论了紊流数值模拟的发展历史、现状及趋势。比较了各类紊流模型的优缺点及适用范围 ,并对特殊效应 (曲率、近壁区 )的处理作了介绍和评述。为了提高模型的预报能力 ,多重尺度和非线性模型正逐步应用于工程计算。随着计算机的发展 ,大涡和直接数值模拟也取得了一些研究成果     

平板式太阳能空气集热器流道改进的试验研究和数值模拟

对传统平板式太阳能空气集热器的流道进行了改进,把对角型进出口流道改为多进出口式流道。对改进的集热器的性能进行了试验测试。新的进出口流道消除了吸热板和空气换热不均的现象,出口温度提升明显。在相同条件下,集热器的瞬时效率增加约20%。用CFD方法对集热器内部的流场结构和传热进行的数值模拟对比表明,传统集热器内部存在流动死区,中心截面温度分布不均匀,吸热板上有局部的高温区域,改进后的集热器流场和温度场分布得较均匀。     

Study on the thermal ignition of gasoline-air mixture in underground oil depots based on experiment and numerical simulation

The study on the special phenomenon, occurrence process and control mechanism of gasoline-air mixture thermal ignition in underground oil depots is of important academic and applied value for enriching scientific theories of explosion safety, developing protective technology against fire and decreasing the number of fire accidents. In this paper, the research on thermal ignition process of gasoline-air mixture in model underground oil depots tun- nel has been carried out by using experiment and numerical simulation methods. The calculation result has been demonstrated by the experiment data. The five stages of thermal ignition course, which are slow oxidation stage, rapid oxidation stage, fire stage, flameout stage and quench stage, have been firstly defined and accurately descried. According to the magnitude order of concentration, the species have been divided into six categories, which lay the foundation for explosion-proof design based on the role of different species. The influence of space scale on thermal ignition in small-scale space has been found, and the mechanism for not easy to fire is that the wall reflection causes the reflux of fluids and changes the distribution of heat and mass, so that the progress of chemical reactions in the whole space are also changed. The novel mathematical model on the basis of unification chemical kinetics and thermodynamics established in this paper provides supplementary means for the analysis of process and mechanism of thermal ignition.     

斯特林冰箱的温度场模拟与实验研究

与传统的蒸汽压缩式制冷机相比,斯特林冰箱具有制冷温度区间广、启动电流低、制冷量易调、效率高,且无制冷剂污染的特点。由于斯特林冰箱在环保节能方面具有明显的优势,因而作为冰箱、冷柜,其对于小容量冰箱的冷源具有相当大的优越性。对斯特林冰箱进行了箱体设计,并在制冷温度为193 K时对冰箱箱体进行了布点,测量冰箱温度场变化,并运用Fluent软件对冰箱的温度场进行了模拟,将模拟结果与实验结果进行了比较,得出两者差值,并对其原因进行了分析。研究发现,箱体内部存在一定的温度梯度,制冷冷端面积较小,不利于冷量的传递。     

基于实时数字仿真的保护仿真校验系统

为实现电力系统继电保护的仿真校验,开发了保护校验与评估系统。该软件模拟实际保护装置,可以对整套保护或其中部分元件进行验证。系统采用了面向对象编程技术,提高了软件的模块化,可以在实时数字仿真数据源的基础上对保护进行实时的在线仿真校验,还可以利用故障录波器提供的数据源,对保护装置进行离线仿真校验。     

玉米秸秆的单独、混合糖化工艺试验研究

以玉米秸秆为原料,经稀酸预处理后对其进行糖化。经正交试验分析,纤维素、半纤维素混合糖化在酶浓度为50 U/g,纤维素酶与半纤维素酶比例为4∶3,温度为50℃的条件下,还原糖浓度最大,为7.235 mg/ml。由纤维素、半纤维素单独糖化和混合糖化对比试验可知,温度对还原糖浓度影响最大。