多孔介质气体润滑轴承气热耦合研究

考虑气体温度梯度对工质物性及轴承热稳定性的影响,以及润滑气体和多孔介质的传热耦合,在满足Darcy定律条件下三维求解雷诺方程,计算了轴承间隙和多孔介质中气体的压力及温度分布。分析了3个给定供给压力(0.5、0.65和0.8 MPa)、3种轴承偏心率(0.2、0.5、0.8)对轴承的承载能力、偏位角及润滑流量的影响,计算结果表明：在不同的轴偏心率下均存在有一段轴承最佳渗透系数范围,表征该范围承载能力最强;偏心率越大,轴承承载能力越高,最佳渗透系数区间也越明显;轴承压缩数越大承载能力也越高;间隙中温度分布不均匀导致轴承承载能力降低,通过调整压力和偏心率增加介质的润滑流量,及时导出摩擦产生热量降低间隙中气膜温度,可使轴承平衡稳定运行。     

石灰石煅烧产物CaO的孔隙特征模拟及实验研究

为了研究石灰石煅烧产物 CaO 的孔隙特征与脱硫过程的关系,建立了 CaO 孔结构特征的数学模型,利用模型计算了 CaO 内部孔的比表面积和孔容积,计算值与实测值吻合良好.重点对0～5 nm,5～20 nm,20～100 nm及>100 nm 4个孔径范围进行了分析,结果表明:在 3 种试样中,试样 A 的粒径最大,孔径分布最宽,函数峰值所对应的孔半径及平均孔半径最大;试样 B 的粒径居中,但是孔径分布最窄,函数峰值所对应的孔半径及平均孔半径最小;粒径最小的试样 C,煅烧时可能部分烧结,导致函数峰值所对应的孔半径及平均孔半径比试样 B 大.在 3 种试样中,试样 B 的有效孔径(5～20 nm)所占的比例最大,由此预测其脱硫效果最好,选取上述 3 种粒径石灰石煅烧产物进行脱硫实验,实验结果与预测结果一致.     

多孔微通道流动沸腾换热特性的实验研究

本文通过实验的方法对烧结的多孔微通道和铜基微通道的沸腾换热性能和流动不稳定进行研究.实验工质选用去离子水,采用的铜粉粒径分别为30μm、50μm、90 μm,烧结底厚为200 μm和400 μm.采取控制变量的方式,研究改变入口温度、铜粉粒径大小、入口流量对多孔微通道和铜基微通道换热性能的影响.研究表明:多孔微通道最优的厚度粒径比在2～5之间,在此区间的多孔微通道可以提高沸腾传热的性能.其中厚度粒径比为2和4的多孔微通道的最大换热系数是铜基微通道的换热系数的5倍.多孔微通道相对于铜基微通道有更好的换热能力,有着较低的壁面温度.     

循环孔隙水压后的混凝土动态损伤特性研究

利用10MN大型多功能静动力三轴仪对经历不同循环孔隙水压(0、1、3、5、7 MPa)作用后的混凝土进行不同应变速率(10~(-5)、10~(-4)、10~(-3)s~(-1))下的压缩试验,分析其力学特性,并基于改进的能量法损伤表达式研究了不同应变速率对混凝土损伤发展的影响。结果表明,当应变速率较低时,混凝土的峰值应力、峰值应变随循环孔隙水压力值的增大呈减小趋势,损伤曲线比较分散,且增加循环孔隙水压力混凝土损伤将提前;当应变速率较高时,峰值应力、峰值应变呈现不同程度的上升,曲线较为集中,增加循环孔隙水压力使混凝土的损伤发生滞后。     

不同饱水强度灰岩应变及微观孔隙分布特征研究

为揭示饱水强度对灰岩应变和微观孔隙分布特征的影响,对四组灰岩进行了强制饱水试验、单轴压缩试验、压汞试验,测得了应力—应变和压汞曲线。结果表明,与低饱水试样相比,高饱水灰岩的压密阶段相对延长而弹性阶段相对缩短;饱水强度显著降低了灰岩脆性而未对破坏类型造成较大影响,以剪切破坏为主;随饱水强度增加,平均峰值强度和平均弹性模量分别呈指数和对数衰减,闭合应力呈指数增加;进汞量—孔径曲线呈三次函数变化,小孔隙区域、中孔隙区域和大孔隙区域的孔径分界点为2 000、30 000nm,中型孔径孔隙决定孔隙度和损伤程度;单位质量进汞体积累计量随饱水强度呈一阶指数增加。     

扰流空心翅片式微流道液冷板流动换热特性研究

液冷板冷却技术是解决高功率芯片热管理问题最有前途的技术之一,带翅片结构的液冷板具有低流阻、低热阻的优势,因而受到广泛关注。目前翅片结构多以实心为主,空心交错翅片对液冷板散热能力和压降等冷却特性的影响尚未得到系统的研究。对此,设计了空心交错翅片液冷板,采用数值模拟的方法研究进口温度和流量对液冷板流动换热特性的影响。模拟结果表明,空心翅片式液冷板具有良好的散热性能,随着进口温度的升高,液冷板温度不均匀性逐渐降低,但降低趋势有所减缓,而流量的增大对降低平均热阻有显著的作用,当进口流量超过1.2 L/min时,液冷板的平均热阻可低于0.04℃/W;然而,流量的增大也提高了流动阻力,当流量增大至1.7 L/min时,流体出口区域形成涡旋,产生回流区,不利于液冷板的散热效果,且流动阻力增大。     

基于Lattice-Boltzmann方法的SiO2多孔绝热材料传热分析

采用四参数随机生成法构造了SiO2多孔绝热材料微观结构,引入二维九速度不可压格子多相Lattice-Boltzmann热模型,该模型能够方便的计算具有复杂边界的多孔材料微尺度传热问题,给出了从结构构造模拟到具体的Lattice-Boltzmann传热分析的程序实现流程,进行了完整的二维多孔绝热材料导热过程的数值分析。结果表明Knudsen数小于10-1时,相同孔隙率下孔径越大,有效导热系数越低。随着孔隙率的减小,有效导热系数明显增加,增加气相导热比重是增强该绝热材料绝热性能的有效途径。骨架结构对SiO2多孔绝热材料有效导热系数的影响显著。     

竖直射流回落液量分布规律的实验研究

在液幕式湿法脱硫中,竖直射流回落液量分布情况直接决定脱硫效率.研究了竖直射流液体回落的分布规律.根据单喷嘴实验数据,推导出了"回落液幕无量纲体积流率公式",此公式各参数有明确的物理意义,可全面描述回落液幕分布特性.通过喷嘴组实验,证明喷嘴组竖直射流回落液量满足多个单喷嘴回落液量简单叠加原理,而且分布均匀性是喷嘴间距和射流高度的函数.     

孔隙水饱和度对混凝土碳化特性的影响

为研究孔隙水饱和度对混凝土碳化特性的影响,提出了孔隙水饱和度预处理方式,设计了孔隙水饱和度为45.8%、58.5%、73.9%、83.8%的四组混凝土快速碳化试验,运用酚酞指示剂法和模拟孔溶液法测试了不同孔隙水饱和度混凝土试件的碳化深度及碳化程度,并建立了基于孔隙水饱和度的混凝土碳化深度影响系数。结果表明,孔隙水饱和度对混凝土的碳化深度具有显著影响,在45%~85%范围内与碳化深度基本成反比关系;对混凝土碳化起决定作用的是孔隙水饱和度,而不是环境的相对湿度,按照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行快速碳化试验时,不宜直接采用外部环境相对湿度表征孔隙水饱和度的影响;孔隙水饱和度对混凝土不同碳化区域碳化程度的影响并不相同,在碳化反应稳定区内碳化反应程度与孔隙水饱和度正相关,而在非稳定区内碳化反应程度与孔隙水饱和度负相关。研究成果为深入分析混凝土碳化特性奠定了基础。     

多孔表面管沸腾传热试验研究

针对烧制成多孔表面管,进行了传热性能研究,试验表明：多孔管可以显著地强化多孔侧沸腾传热,民同规格光滑管传热性能试验对比,其沸腾给热系数比光滑管提高５－６倍。     

等温压缩空气储能系统液气传热特性研究

等温压缩空气储能（I CAES）无需补燃、能源利用率高且碳排放低,在大规模储能领域具有重要应用前景。在建立喷雾的I CAES系统的液气传热模型基础上,通过数值方法分析了喷雾流量对I CAES液气传热特性的影响规律。结果表明：采用喷雾方法能够有效抑制压缩和膨胀过程的温度变化、强化液气传热并实现理想I CAES过程;增大喷雾流量能够降低压缩功耗、提高膨胀做功并降低停机储气过程压损,可提高系统指示效率和储能效率。     

管中心填充两层多孔介质强化传热研究

采用圆管中心层流充分发展段中心流等截面分层填充金属多孔介质以实现强化传热,建立了流动与传热数学模型,并着重分析了三种新型强化传热管的速度、温度分布及传热综合性能.结果表明,与光管相比,填充金属多孔介质后,管中心流体温度更均匀,壁面附近流体的温度梯度更大,圆管中心流体速度分布趋于平坦,壁面附近流体速度梯度增大,壁面与流体间的换热显著增强;对三种强化传热管,在两区域内填充孔隙率相同的多孔介质,可望得到较高的综合性能指标值.     

考虑流固耦合的充水式橡胶坝自振特性研究

为保证实际运行中橡胶坝的结构安全,考虑坝体和水体流固耦合的相互作用,利用有限单元法计算了充水式橡胶坝的自振频率和周期,研究了不同坝高、内压比及上游挡水等对橡胶坝自振特性的影响。结果表明,充水式橡胶坝的振动为坝体的整体振动,自振频率较小,振动方向主要为顺河向;随着坝高的升高,坝体的基频变小,自振周期变大;随着内压比的增加,坝体的基频变大,自振周期变小;上游挡水时的自振频率较无水时的有明显降低,可为橡胶坝设计提供参考。     

考虑负荷电磁暂态特性的油田智能配电网 网络保护整定方法研究

随着油田智能配网的不断发展,因切换网络重构方式而导致继电保护定值频繁改变的问题日益凸显。另外,油田配网感应电机负荷众多,负荷电磁暂态特性对网络保护的影响也亟待研究。针对上述问题,仿真分析了感应电机故障暂态电流特点。提出一种油田智能配网不同重构方式统一定值保护方案,建立某油田智能配网模型。通过仿真与整定计算,验证该方案的正确性。     

海岸海床地基土孔隙水压力的拟合模式研究

针对土体在振动作用下产生孔隙水压力将直接危及建筑物及其地基的安全稳定,基于我国东部沿海地区砂土、粉土、残积土等海岸海床地基土的动三轴试验资料,研究了不同类型地基土的孔压拟合公式及其特性,研究结果可供实际工程参考.     

两种形式多孔介质发动机燃用液体燃料的着火特性

融合一种新式燃烧理念的多孔介质发动机,能够实现发动机的均质、高效和稳定燃烧.为加深对两种形式多孔介质发动机燃用液体燃料着火特性的了解及探讨影响其各自压燃着火的因素,用改进的KIVA-3V对两种形式的多孔介质发动机燃用异辛烷的工作过程进行了模拟,并讨论了多孔介质初始温度、多孔介质结构对两种形式发动机压燃着火的影响.计算结果表明,压缩比一定时,多孔介质初始温度是决定两种形式多孔介质发动机能否实现压燃着火的重要因素;与永久性接触型发动机相比,在较低的多孔介质初始温度下,即可保证周期性接触型发动机实现压燃着火;多孔介质结构通过改变多孔介质内气固两相换热及弥散作用影响两种形式多孔介质发动机的压燃着火.     

沸腾表面凹坑的尺度分布特征

在沸腾表面上储气(或汽)凹坑是形成活化核心的关键因素。文中从类似Sierpinski地毯的经典分形表面出发,成功构造了凹坑以不同尺度分布的表面。研究结果表明凹坑的尺度分布雄数与表面形貌的分形维数是两个含义不同的概念,机械表面凹坑(或凸点)的尺度分布特征符合分形理论。分析活化核心的测量结果,表明活化核心的尺度分布同表面上凹坑的尺度分布一样具有分形特征。     

流化床气固传热特性的实验研究

通过对汉化床气固传热特性的简单分析,依据稳态工况活动段区气体温度分布求取了有效传热系统。实验结果和传统经验式数值吻合,从而论证了气固传热特性分析的合理性及计算流化床气固有效传热系数的可行性,为研究流化床气固传热特性的提供参考。     

内插多孔介质微通道热沉的数值模拟

以水为流动介质,在微通道内添加堆叠金属丝网多孔介质,采用局部非热平衡假设和双能量方程模型,分析了内插不同目数金属丝网的微通道在层流状况下的传热与阻力特性,并采用数值计算方法对微通道热沉进行了数值模拟。结果表明,在微通道内插入多孔介质能显著提高热沉的对流换热系数、降低加热面平均温度,但阻力增加较大,且当插入的金属丝网目数为100目时,微通道热沉的对流换热系数较大,与填充其他目数金属丝网相比阻力增加较小。     

基于无机多孔膜气体分离的燃煤机组烟气脱水传质特性分析

采用无机多孔膜气体分离技术降低燃煤机组排烟湿度,分析烟气在无机多孔膜内的主要传质过程,结合真空膜分离、吹扫膜分离、循环冷却水膜分离及吸收剂膜分离工艺系统,重点讨论了膜孔径和传质推动力对不同气体渗透通量及选择分离系数的影响.结果 表明:在特定传质过程中,仅依靠膜材料分离特性无法有效实现烟气脱水,而选取恰当工艺流程与膜材料...