内置转子换热管旋流部分的数值模拟

研究了介质为60%甘油时内置螺旋两叶片转子换热管的传热及阻力特性,通过实验研究和数值模拟,得到了介质为高黏度流体时强化传热的模拟方法。同时,分析了单个洁能芯转子在强化管内的旋流长度,并对比分析了转子间隔对强化管传热及阻力特性的影响。模拟结果表明,在换热管长度相同的前提下,转子无间隔排列强化管的努塞尔数（Nu）是转子间隔排列时的1.073～1.078倍;但是前者的阻力系数（f）则比后者的阻力系数高出61.76%～62.01%,因而在强化传热综合性能方面,前者的综合性能优于后者,由此推断,转子的间隔排列方式有利于提高强化管的强化传热综合性能。     

换热管内安装转子的PIV实验

采用粒子图像测速技术(PIV)对安装"洁能芯"转子的换热管及光管进行了实验研究,获得了换热管内速度场及湍动能的分布.实验结果表明:与光管相比,换热管内安装"洁能芯"转子后,流场发生了改变,轴向速度分布由近抛物线形变为近M形分布;径向速度在管中心轴线两侧一个相当大的区域内比光管高出一个数量级,并且出现正负交替变化,即速度方向在不断地改变;作为最能体现"洁能芯"转子强化换热效果的指标,湍动能有了显著的提高,说明了"洁能芯"转子具有很好的强化传热功能.     

内插扭带强化换热过程及最佳螺距研究

与普通换热管相比,内插扭带传热管内由于螺旋涡的存在,使管内介质压力梯度增加、流速加快,从而提高管内传热系数。采用了FLUENT数值模拟计算,以水为管内流体介质,对内插扭带管进行传热特性分析。结果表明,随着雷诺数增大,努塞尔数呈直线增大,而摩擦阻力系数呈指数型减小;并且在相同雷诺数条件下,内插扭带管的摩擦阻力系数和努塞尔数均大于光管;通过综合因子评价方法确定了内插扭带强化换热的最佳螺距为50 mm,并且该方法适合于小雷诺数流动条件下的强化换热。     

扭曲扁平管结构对管内传热强化与阻力特性的影响

采用CFD数值计算方法,以水-空气为换热系统、水为管内流体,研究了扁平度、扭距等结构和流动参数对扭曲扁平管传热强化和阻力特性的影响规律,建立了适用于扭曲扁平管对流换热系数和Fanning摩擦因子的准数关联式。结果表明:扭曲扁平管产生的二次流对管内对流传热起到强化作用,雷诺数Re为6 000~18 000时,综合传热性能评价因子η为1.01~1.61;增大扁平度能够提高扭曲扁平管的综合传热性能;减小扭曲比虽然能够提高扭曲扁平管的对流换热系数,但阻力损失增加,且不利于提高扭曲管的综合传热性能。     

内置转子换热管强化传热性能实验研究

针对光管中加入3种不同导程的洁能芯转子后的换热特性及流体动力学特性进行了实验研究,壳程和管程的工作介质分别为热水和冷水,研究表明:插入转子后,努赛尔数Nu和阻力系数f均增加,并且二者均随转子导程的增大而增大;对插入转子的换热管进行了强化传热性能评价分析,其传热性能评价因子η的数值均大于1,证明其具有强化传热的应用价值,转子导程为150 mm时,实验范围内η最大值为2.01,强化传热效果最好。     

内置螺旋叶片转子换热管传热和阻力特性的实验研究

本文概述了转子组合式强化传热装置的强化传热和自清洁原理,通过实验研究了传热和阻力特性。实验结果表明,在相同的雷诺数条件下,内置螺旋叶片转子换热管的努塞尔数明显高于光管的努塞尔数,说明具有良好的强化传热效果;内置螺旋叶片转子换热管的阻力系数显著高于光管阻力系数,说明在强化传热的同时,使得管内阻力随之增加。此外,作者借助多元线性回归方法,建立了内置螺旋叶片转子换热管的努塞尔数与阻力系数的经验关联式。     

内置螺旋弹簧换热管内流动与传热三维数值模拟

为研究内置螺旋弹簧换热管单管强化传热原理,采用Fluent软件对内置螺旋弹簧换热管内流体流动与传热特性进行数值模拟,考察了弹簧的应用对管内流场、压降和换热性能的影响,并分别取螺旋弹簧节距p分别为2 mm、4 mm、5 mm初步研究了弹簧的节距对强化传热效果的影响。模拟结果显示：弹簧管内流体呈螺旋流动状态,管壁附近流体切向速度和径向速度有一定程度的提高,从而加剧了管内流体的混合及边界层的扰动,充分换热,弹簧管进出口温度差较光管有所增加,最高增加了0.9 ℃;相同雷诺数条件下,内置螺旋弹簧换热管Nu数均高于光管,而压降和阻力系数相比光管有明显增加,随着弹簧节距减小换热增强而摩擦阻力系数增加。     

扭曲管强化传热性能实验研究

在设计的蒸汽-水换热实验台上测试了5种不同导程的椭圆扭曲管和圆管的传热和流动阻力性能.分别对5种不同导程的扭曲管和圆管管内流体努赛尔数,摩擦系数和管内综合评价因子随雷诺数变化情况进行了对比.实验结果表明:扭曲管的强化传热性能明显,且导程越小,强化传热效果越好.在实验测试的雷诺数范围内,扭曲管的努塞尔数为光滑圆管的1.0...     

内插螺旋弹簧换热管传热特性试验研究

对内插螺旋弹簧管和光管的换热及其阻力特性进行了试验研究,结果表明,内插螺旋弹簧的存在增加了对管内流体流动的扰动,使换热管具有较好的传热效果。内插螺旋弹簧换热管的强化传热综合性能比光管提高了1.57～2.54倍,内插螺旋弹簧管的综合性能好于光管。     

强化换热凹槽管内流动与传热数值模拟

以水为工作介质,应用三维常物性不可压缩流体稳态湍流模型,对凹槽管内的流动、阻力与传热性能进行了模拟研究,并与光滑管进行对比。结果表明,凹槽管主要通过扰动、漩涡使层流底层的局部温度梯度变大,从而使换热性能比光滑管强。凹槽结构能显著增强流体的扰动和相互掺混,并产生径向漩涡,减小边界层厚度,加剧流体湍流,促使边界层表面快速更新,从而强化传热,但同时也使其流动阻力增加。最后应用场协同理论,从局部换热角度分析了凹槽管强化换热的机制。强化换热另一重要途径是使换热器内速度场与温度梯度场之间夹角变小,改善速度场与温度场协同程度。     

组合转子强化传热及阻垢装置稳定性分析

针对组合转子强化传热及阻垢装置在某石化企业冷却器中运行稳定性进行了研究。通过对装置转子的叶片磨损量以及转子的轴向长度进行测量分析得出,转子经过17个月的运转,最大径向减少量为1.1mm,占转子外径11.6%,若认为每年的磨损量相同,那么组合转子有效使用年限远远超过5年。转子轴向长度方向最大磨损量为0.315mm,占总长度的0.9%,在一定的条件下,轴向磨损基本可忽略。装置运行后转子表面存在少量污垢,但其未对装置运行的稳定性造成影响。装置运行后换热器无新增漏管的报告,故装置未对换热管造成严重的损害。由于现场安装不够规范以及挂件未能与换热管固定在一起,有部分装置的出水端挂件脱出换热管并倾倒,封头的安装也对其产生了一定的影响。针对挂件倾倒问题本文给出了解决办法。     

Thermodynamic analysis of nylon nucleic acids

The stability and structure of nylon nucleic acid duplexes with complementary DNA and RNA strands was examined. Thermal denaturing studies of a series of oligonucleotides that contained nylon nucleic acids (1-5 amide linkages) revealed that the amide linkage significantly enhanced the binding affinity of nylon nucleic acids towards both complementary DNA (up to 26 degrees C increase in the thermal transition temperature (T(m)) for five linkages) and RNA (around 15 degrees C increase in T(m) for five linkages) compared with nonamide linked precursor strands. For both DNA and RNA complements, increasing derivatization decreased the melting temperatures of uncoupled molecules relative to unmodified strands; by contrast, increasing lengths of coupled copolymer raised T(m) from less to slightly greater than T(m) of unmodified strands. Thermodynamic data extracted from melting curves and CD spectra of nylon nucleic acid duplexes were consistent with loss of stability due to incorporation of pendent groups on the 2'-position of ribose and recovery of stability upon linkage of the side chains.     

螺旋转子的结构参数对管内换热影响的数值研究

管内插入物是一种强化管内换热的有效方法,内插可以旋转的结构在强化换热的同时还具有良好的除垢效果。数值研究了内插螺旋转子的管内流动与换热,发现与光管相比,换热强化30%,而阻力则为光管的6～7倍。数值计算结果表明,叶片与管壁间隙、转子螺旋节距的增加以及转轴半径的减小,可引起转子转速不同程度的减小,从而导致管内Nusselt数和阻力系数的减小。适当增加转子螺旋节距,减小转轴半径及叶片与管壁间隙,可使其强化换热性能更优。     

双转子连续挤出机掺混工艺对ABS树脂性能的影响

运用自主研发的双转子连续挤出机探究了掺混工艺对苯乙烯-丙烯腈-丁二烯（ABS）树脂力学性能的影响;借助Polyflow模拟软件分析了掺混工艺对设备混合能力的影响;通过对ABS树脂流变和微观结构的表征,探讨了掺混工艺对橡胶粒子微观形貌的影响。结果表明,随着螺杆转速的增加,设备分散和分布混合能力提高,橡胶粒子的团聚现象减弱,分布均匀性提高,当螺杆转速为400 r/min时,ABS树脂的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别提高了16.8 %、15.4 %、30.7 %和7.7 %;当螺杆转速为500 r/min时,在剧烈的剪切作用下,橡胶粒子发生内接枝,导致ABS树脂的力学性能与螺杆转速为400 r/min时的力学性能相比,分别下降了7.6 %、7.5 %、21.8 %和32.6 %。     

基于群体平衡的汽轮机动叶表面盐析颗粒分布特性

为深入了解汽轮机动叶内盐析颗粒的微观行为,本文以某超临界汽轮机高压级动叶为研究对象,应用计算流体力学与群体平衡模型耦合方法,对汽轮机动叶内盐析颗粒在流场中的分布进行数值模拟研究,获得了盐析颗粒在动叶内的粒径分布及不同负荷时叶片尾缘处盐析颗粒数量密度分布规律。模拟结果表明：在汽轮机动叶吸力面附近的盐析颗粒粒径较压力面附近盐析颗粒粒径小,且叶根处颗粒粒径小于叶顶处;动叶压力面的颗粒数量密度呈前缘点尾缘点处大、中间段小的分布规律,并且盐析颗粒在叶片上的数量密度分布最大值并不出现在组分数及粒径最大处,而是出现在平均粒径为110~150μm的盐析颗粒沉积位置处;当汽轮机30%负荷运行时,粒径40μm盐析颗粒的数量密度是其在汽轮机额定负荷运行时的1.5倍,而粒径140μm盐析颗粒的数量密度仅为汽轮机额定负荷运行时的80%。     

内置组合转子换热管的综合传热性能

  对螺旋叶片和开槽螺旋叶片两种结构组合转子的综合传热性能进行了实验研究。与光管相比,两种转子都显著提高了换热管内的传热性能,装有螺旋叶片转子和开槽螺旋叶片转子换热管的努塞尔数分别比光管提高了1.06～1.26倍和1.03～1.15倍,引起的阻力系数分别比光管增加了60%～68%和36%～51%。螺旋叶片转子对管内传热性能的提升更为显著,但其引起的管内阻力系数也较大。综合考虑传热和阻力两方面因素,对两种转子结构的综合评价指标值进行比较,开槽螺旋叶片转子具有更好的综合传热性能。     

Deacidification of corn oil by solvent extraction in a perforated rotating disc column

The deacidification of corn oil by continuous liquid-liquid extraction was investigated in a rotating disc column. The solvent was ethanol containing approximately 6% water. The influence of rotor speed, oil phase flow, and column geometry upon the dispersed phase holdup and the mass transfer efficiency was studied. The dispersed phase holdup increased with the increase of rotor speed and oil phase flow. Pratt's equation was used for calculating the characteristic velocity. An inverse relation was observed between the characteristic velocity and rotor speed, which is different from data previously reported in the literature. The estimated volumetric mass transfer coefficients increased as rotor speed and oil phase flow increased. The experimental results proved that it is feasible to obtain a refined oil with an oleic acid content less than 0.3 wt% by continuous solvent extraction. They also indicated that the corresponding loss of neutral oil was less than 5 wt%. Such value for the loss of neutral oil is significantly lower than the results reported in the literature for alkali or physical refining of corn oil.     

Improvement of mechanical properties of polycaprolactone scaffolds by applying piezoelectric vibration system based on a dispensing process: A new concept

The mechanical properties of biomedical scaffolds are important for applications in tissue regeneration. The dispensing system described herein, which is based on a solid free‐form fabrication technique, enables the production of design‐based scaffolds with controllable pore structures. Although current plotting systems can easily fabricate a variety of three‐dimensional scaffolds, the mechanical properties of these constructs are difficult to control because of low processing speed. To overcome this limitation, a new dispensing method, which uses a piezoelectric vibration system to improve mechanical properties, has been developed. Polycaprolactone (PCL) strands fabricated using this technique were roughly 70% stronger than normal PCL strands. To explain this increase in mechanical strength, the combined effects of the piezoelectric system and the melt‐dispensing process on the crystalline morphology and molecular orientation of PCL strands were investigated. POLYM. ENG. SCI., 2011. © 2010 Society of Plastics Engineers     

基于ARMD的轴承特性对转子临界转速的影响

通过改变轴承的油楔数、宽径比和间隙比,运用转子动力学软件ARMD,得到国产某型号双级透平发电装置中转子不同轴承特性下的临界转速。结果表明:采用4油楔轴承的转子一阶临界转速最大,且减小其轴承宽径比及间隙比有利于转子一阶临界转速的提高。     

基于流热固耦合的熔盐泵转子动力特性分析

用ANSYS软件模拟了熔盐泵转子的应力与变形,研究了不同介质流量下非定常流动对转子部件的影响,考察了泵转子结构的模态性能. 结果表明,转子温度自叶轮部件沿泵轴向轴承逐渐降低,不同介质流量下叶轮内的最大等效应力均出现在叶片进口边与前盖板的结合处,泵轴与轴承的配合处出现了明显的应力集中,转子部件的最大变形出现在叶轮边缘,且最大等效应力和变形量均随介质流量增大而减小,设计流量下转子部件最大等效应力和总变形量的变化幅度最小,添加预应力后转子部件前6阶固有频率增加,但振幅变化不大,流量对转子部件模态性能的影响较小.