换热器夹套式变截面导流筒数值模拟与结构优化

采用计算流体力学方法对换热器夹套式变截面导流筒的流场进行数值模拟.通过对一系列不同结构参数的导流筒模型进行合理简化与计算,分析了不同结构参数对流场的影响,模拟结果可作为导流筒结构优化设计的参考依据.     

含旋流片缩放管内流动与传热数值模拟

在缩放管内间隔插入多个旋流片的通道中,流体流动呈现周期性自旋流.用数值模拟方法对含旋流片缩放管内旋流片间距对空气湍流流动和传热的影响进行了分析,得到了管内流场和温度场以及传热膜系数、单位长度压降与雷诺数的关系,以获得较佳的复合传热性能.     

自然对流垂直管内插旋流片的强化传热研究

以水为工质,采用Fluent软件,对垂直放置的缩放管内插旋流片的自然对流换热进行了数值模拟分析,对光滑管、光滑管内插旋流片、缩放管和缩放管内插旋流片4种管道的传热情况进行对比,并将模拟值与实验值进行比较,两者的结果基本吻合。模拟结果表明,4种换热管中,缩放管内插旋流片水的传热系数最大,传热强化综合因子达到4以上;缩放管配合旋流片能加强壁面附近流体的扰动,又能使管内中心流体形成较强的漩涡流,加强壁面与管内中心流体的热量交换;减小速度场与温度场之间的夹角是增强传热性能的一个重要因素,缩放管内插旋流片的场协同角的体积平均值最小,因此缩放管内插旋流片的速度场和温度场协同程度更高,更有利于传热。     

内置转子组合式强化传热装置换热管内流体流动与传热数值模拟

建立了换热管内流体流动与传热三维数学模型,对内置转子组合式强化传热装置换热管内流体流动与传热特性进行数值模拟并与实验结果进行比较。模拟结果表明,内置转子组合式强化传热装置换热管内冷热流体产生了置换混合的效果,充分换热,管内温度梯度小于1 K,进出口温差较光管提高了29%;流场变为复杂的三维螺旋流,加剧了流体的湍流强度及边界层的扰动,使传热强化并起到清洁污垢的作用,但管内压降较光管增加了4.7 kPa;与光管相比,表面对流传热系数的平均值提高了7%,而且表面对流传热系数的分布也变得均匀。实验结果与模拟结果符合较好。     

蜂窝型加湿器流体动力学模拟及传热传质分析

蜂窝型加湿器是具有多用途的高效传热传质器件,仅就用于海水淡化和蒸发冷却领域的加湿器性能进行研究.利用流体体积法建立了蜂窝型加湿器的流体动力学模型(CFD),反映了稳态的三维气液两相流动的传热传质过程.在不同的空气进口参数及喷淋条件下,用该模型分别对蜂窝型加湿器在海水淡化和蒸发冷却中的流场与温度场分布进行了模拟研究.在此基础上,分析了通道中气流的含湿量分布,从而为加湿器在海水淡化和蒸发冷却不同领域中的设计计算提供了理论指导.     

含扭曲片乙烯裂解炉管内流场的数值模拟

 基于网格生成法，采用计算流体力学对含扭曲片的乙烯裂解炉管内强化传热的流场(流速、压降和阻力损失)进行了数值模拟，并分析了扭曲片扭曲比对流场的影响。结果表明流体流经扭曲片，切向速度迅速增大；流出构件后，切向流速沿轴向逐渐变小，而沿径向逐渐增大。在管径方向存在一个轴向速度等于整个截面平均轴向速度的点。管内总压降及扭曲片局部压降均随雷诺数增大而增大，不随管径变化而变化。管内平均阻力系数与雷诺数呈线性关系，随雷诺数增大而变小；扭曲片局部阻力损失随雷诺数的增大而迅速增大，随管径减小而增加。扭曲比对管内流场有影响，较佳的取值范围为2.4~2.6。     

高温热管换热器局部强化传热数值模拟

高温热管换热器由管内充有不同工作介质的热管组成.在不同温度区域,具有不同工作介质的热管通过管内介质蒸汽温度的可调性安全衔接在一起,管内蒸汽温度受管外流体温度场及热管内传热性能的影响很大,而热管内的传热性能又影响着管外流体温度分布.为协调管内外流体温度分布,对高温热管换热器进行局部强化传热研究,借助SINDA/FLUINT热分析计算软件合理准确预测管内外流体温度场分布,为高温热管换热器提供经济可靠的设计依据.     

地层测试器流体识别模块流体筒数值模拟

电缆地层测试器在井下进行地层流体采样时,为了让地层真实流体进入取样筒,需要排除可能侵入地层的泥浆滤液,为此提出在抽排过程中监测地层流体电阻率的识别方法。通过研究流体识别模块中安装传感器的流体筒的流场特性,以提高传感器测试的精确性。运用CFD通用软件FLUENT对流体筒的内部流场进行了数值模拟,分析了该结构内部流场分布情况,同时也计算了分布于绝缘套处的小孔流量和速度,通过具体定量分析,从而为结构的优化设计提供理论依据。     

高频电磁波加热采油过程的数值模拟

高频电磁波采油工艺复杂,经济风险大,通过各种模拟方法认识油藏内流体运动的规律具有重要意义。利用数值模拟方法,通过将电磁场、温度场与渗流场进行耦合,对平面一维径向系统中的高频电磁波加热采油机理、影响因素及温度场、压力场与流体饱和度场的分布进行研究,同时,将其与物理模拟及解析计算结果进行对比验证,为高频电磁波加热采油提供理论依据。     

保角变换法在水压裂缝缝内流场数值模拟中的应用研究

均匀介质中的水压裂缝是按椭圆形状向前延伸的,数值求解缝内二维流场的压力分布是水力压裂工艺的关键.水压裂缝二维流场的数值模拟分2部分进行首先是物理域的保角变换--物理平面的椭圆域变换成计算平面上的矩形域;其次是控制方程的转换--物理平面的控制方程通过保角变换方程转换到计算平面上后,在矩形域内模拟缝内流场随裂缝几何参数的变化规律从而求出缝内流体真实的压力分布规律.