离心式雾化喷嘴的数值模拟

以无填料冷却塔中的核心元件低压雾化装置中的一个离心式喷嘴为研究对象,采用标准k-e湍流模型和SIMPLE算法,利用FLUENT流体计算软件,对其流场分布进行了数值模拟,得到了喷嘴在运行时内部静态压强场的分布、水流体湍动能强度场分布、水流体速度角分布以及在喷嘴中心轴上的流体速度场分布情况。     

气泡混凝土降温性能的试验研究及数值模拟

在解决夏季城市热岛效应和楼顶层高温的方法中,屋顶绿化和含水砂层等都有较好的降温效果,但是分别存在着价格昂贵、维护不便等缺点,因此在工程推广中受到限制.气泡混凝土具有价格便宜且维护简单的优点,并且之前的研究已经体现出了它具有良好蒸发降温性能的潜质.通过对不同吸水性能的气泡混凝土降温性能的试验研究,找出气泡混凝土降温与吸水性能之间的关系,为不同的工程需求提供一定的参考建议;并运用多孔介质热湿迁移模型对其蒸发降温过程进行数值模拟,在用部分试验数据验证数值模型的正确性后,使用此模型对剩余试验数据进行预测,并达到了良好的预测效果.     

一种旋流式喷嘴的雾化实验研究

细水雾喷嘴是细水雾灭火系统的关键部件。本文主要采用激光多普勒测试仪（LDV）和相位多普勒粒子测量仪（PDPA）对一种旋流式喷嘴进行雾化实验研究。通过实验得到了不同测试压力下,喷嘴的流量、流量特性系数K、雾化锥角θ、水平射程、索特尔平均粒径（SMD）和粒子轴向速度的分布情况,最后得到了这几个参数随测试压力的变化关系。所测试的细水雾灭火喷头具有较大的轴向动量和径向动量,有利于扑灭深位火灾和扩大灭火范围。     

惰性气体灭火系统喷嘴流量特性的数值仿真

利用计算流体力学软件FLUENT分别仿真计算安装4种不同喷嘴的惰性气体灭火系统的高压、高速湍射流流场,获得加装各种喷嘴时射流的速度、温度、压力、密度等流场参数,在此基础上首次计算得到不同压力下喷嘴流量系数,研究了不同喷嘴在可压缩条件下的流量特性.结果表明,喷嘴射流流场在出口下游很近的位置产生了激波,随着管道内压力不断减小,激波逐渐减弱;随着入口压力增大,喷嘴出口单位面积上流量不断增大;喷嘴流量系数不随压力的改变而变化.     

气泡雾化细水雾喷头的研制及其流量特性

结合细水雾灭火要求和气泡雾化技术特点,研制了一种应用于消防领域的新型气泡雾化细水雾喷头,并进行了喷头流量特性的试验研究.试验结果表明:喷头具有良好的灭火效果,试验条件下的最低灭火压力为0.5 MPa.通过测量不同工况下喷头的流量与进液口压力,确定了喷头流量与压力和气液质量比之间的变化规律,分析了喷头进液口、注气孔口、喷口和旋流芯等内部结构对流量的影响规律.     

间接蒸发冷却用气-水雾化喷嘴特性实验研究

为了提高间接蒸发冷却器换热效率,提出了将气－水雾化喷嘴应用于间接蒸发冷却器改进换热器表面水膜的均匀性,实验研究了扇形两相(气－水)喷嘴在不同空气压力和水压下的特性,测出了不同压力时喷嘴雾化角和气水质量流量值,得出了其变化规律,确定出了最佳的喷雾气水压力比和雾化角等参数。     

屋顶花园抗震实验模型数值模拟研究

随着城市化的快速推进,房屋的外观设计迎来了一个新的发展时期,其中以屋顶花园的发展最为迅速。而近年来,地震灾害频发,城市中楼房的抗震减灾越来越受到人们的重视。研究房屋抗震与屋顶花园结合来提高房屋的抗震性能。利用ADINA软件建立屋顶花园的模型,进行地震动位移响应研究。根据有控模型和无控模型计算结果比较,得到一些有意义的结论。     

节理岩体蠕变特性的数值模拟研究

利用FLAC3D软件建立不同结构面角度的三维规则齿形结构面模型,进行不同应力水平条件下的结构面剪切蠕变试验.试验结果表明,不同剪应力级别下,试样的齿状突起物所发挥的作用并不相同,随着剪应力级别的增大,发挥抵抗作用的齿状突起物逐渐减少,起到抗剪作用的突起物越来越少.对于相同角度的结构面试件,当法向应力水平高时,剪切蠕变变形大,剪切应力加载的级数明显增加;对不同角度的结构面,在相同的试验条件下,角度越大,剪切蠕变变形越小,结构面角度较大的试样剪应力加载的级数也更多.     

旋芯雾化喷嘴仿真与实验研究

为研究旋芯雾化喷嘴的喷放特性,通过建模仿真了单孔旋芯雾化喷嘴内流场及外流场,研究分析了内流场的雾化机理及外流场的雾滴分布特性,并结合实际喷放验证了仿真的准确性。研究表明：旋芯喷嘴喷放过程中能大幅度提高液体喷放速度,并在喷口处形成空穴,显著提高雾化效率;该喷嘴在低压下即可实现不大于80 μm 粒径的雾化,且粒径分布均匀。     

主动式冷梁诱导性能数值模拟研究

主动式冷梁是一种带新风诱导的气-水换热末端装置。诱导比是衡量主动式冷梁诱导性能的重要指标,在一次风量稳定的情况下,诱导比大的主动式冷梁冷却能力高。通过改变冷梁喷嘴直径、喷嘴收缩角和喷嘴间距,采用CFD软件对冷梁的诱导性能进行模拟研究,计算分析一次风量下诱导比的变化规律。结果表明:选用直径小的圆柱型喷嘴或收缩角小的喷嘴,且喷嘴间距分布在36 mm~72 mm之间,主动式冷梁可获得较高的诱导比。     

一种低压中速离心式水雾喷头的开发和实验研究

根据对喷头结构参数的理论计算，设计了一种低压中速离心式水雾喷头，并与目前常见的低压高速水雾喷头进行了灭火实验效果比较，结果表明新设计的水雾喷头能更好抑制和扑灭A类火、B类火及AB类混合火，并节省用水量。     

沟埋式涵洞非线性土压力试验研究与数值模拟

现行公路桥涵设计通用规范中线性土压力理论未能准确反映沟埋式涵洞涵顶垂直土压力变化规律,土压力计算结果与实际情况存在差异,导致涵洞在施工或使用过程中出现不同程度的病害。结合现场试验和数值模拟研究了沟埋式涵洞垂直土压力的变化规律,以及涵顶填土内部的土拱效应,分析了涵顶平面土压力及不均匀沉降的分布规律。研究结果表明,并非所有沟埋式涵洞涵顶垂直土压力都小于按线性土压力理论计算结果,它与填土高度、沟谷宽度、沟谷坡角、涵洞几何尺寸、填料性质及地基刚度等因素有关,涵顶垂直土压力随各影响因素呈非线性变化。填土达到一定高度后,涵顶填土内部产生土拱效应,该效应能够缓解涵顶应力集中现象,但其具有不稳定性。沟埋式涵洞的设计与施工应综合考虑各因素对涵洞受力状态的影响。     

离心式喷嘴粒子尺寸分布的雾化特性试验研究

在离心式喷嘴结构设计的基础上，对喷嘴粒子尺寸分布的雾化性能进行了试验研究。研究结果表明：该喷嘴的雾化液滴索太尔平均直径不超过150μm，探讨了喷嘴出口压力对索太尔平均直径的影响。     

Experimental study and numerical simulation for a storehouse fire accident

Full-scale experiment and numerical simulations are carried out on a shelf fire in a storehouse to study the ignition manner, the fire spread and the combustion characteristics. A computational fluid dynamics (CFD) model of fire-driven fluid flow, FDS (Fire Dynamics Simulator), is used to solve numerically a form of the Navier–Stokes equations for fire. Ignition manner experiments with both cigarette ends and lighter are conducted first. Then a full-scale experiment on a shelf fire is performed. The temperatures are measured and the fire growth and spread process is analyzed. A numerical model is used to simulate the experiment; the temperatures, fire growth and heat release rate are studied. In numerical simulations, the grid size resolution is analyzed. The experimental results of temperatures and the fire growth and spread process are compared with the results of numerical simulations. It shows that the numerical results are in good agreement with the experimental results. The chimney effect is also observed in both the experiment and the simulation. These useful data can be helpful in the numerical reconstruction of the whole storehouse fire accident.     

火灾中受保护钢构件的温度数值计算

利用传热学原理，考虑保护层表面热阻和保护层厚度内温度的非线性变化，建立受保护钢构件在火灾条件下瞬态导热微分方程，并计算其截面温度。     

灭火弹点火瞬态内流场仿真计算分析

为了提高灭火弹仿真计算的准确性,针对影响仿真结果的主要因素——发生剂燃速模型、入口条件简化模型和发生剂点火判定条件,分别进行计算分析。最终建立了以推进剂为驱动源的灭火弹工作瞬态过程仿真计算模型,与试验值拟合良好。仿真结果表明：燃速模型的选取主要影响点火压强峰之后的压力-时间曲线;点火燃气模型的选取主要影响点火压强峰的出现时间与强度;点火判定模型的选取可以使升压曲线在时间上整体前移或后移。     

高分子水凝胶灭火剂扑救建筑火灾研究

为测试高分子水凝胶灭火剂扑救建筑火灾的灭火效果,以GB 17835-2008《水系灭火剂》中A类火灭火试验相关规定为参照,搭建木垛实验平台,模拟火灾荷载密度为2 395.008 MJ/m2（相当于一家服装店的火灾荷载）的建筑火灾,且在相同条件下,对比测试高分子水凝胶与水两种灭火剂的灭火效果,并利用车泵压、流量等相关关系计算得出高分子水凝胶灭火剂在建筑火灾扑救中的灭火强度。试验对比分析结果表明,高分子水凝胶灭火剂的灭火时间比水灭火剂的灭火时间短,其灭火效果优于水;同时依据相关计算得出高分子水凝胶灭火剂扑救建筑火灾的灭火强度约为0.059 L/（s.m2）。     

拱涵位移和垂直土压力的数值模拟

通过数值模拟,对高填方拱涵的土压力和位移进行了数值分析,确定了高填方拱涵的土压力分布规律和位移规律,指出涵顶土压力呈非线性分布特征,不同于现行《公路桥涵设计通用规范》中的土压力线性分布假定。     

下压荷载作用下桩—桶基础结构设计及数值模拟

运用ABAQUS软件分析不同尺寸的桩—桶基础在相同下压位移时的下压荷载的变化,并对桩—桶基础进行结构设计。桩—桶基础的主要尺寸包括桶顶以下入土桩长(L3),桶半径(R)及桶壁高(H),不同尺寸的桩—桶基础在地基土达到破坏时的极限荷载各不相同,增加L3,R及H能提高基础的抗压承载力;R的变化对基础的抗压承载力最大,其次是L3的变化,最后是H的变化。通过变化桩—桶基础结构的几何尺寸可以得到结构不同的承载力,以分析结构内力变化的规律,若其他尺寸不变,桶径增大1.67倍,桩—桶基础极限抗压承载力可提高60%,桶高增大40%,基础极限承载力可提高5%,桩长增长一倍,基础极限承载力提高33%,故桶径的变化对桩—桶基础的承载力影响最大。为了将桩与桶两者的工程优势充分发挥出来,并考虑到工程经济性原则,从而设计出几何尺寸合适的桩—桶基础结构,使其承载力性能高,结构内力相对小且分布均匀。