低温推进剂贮箱分布参数仿真模型开发

低温推进剂贮箱用于贮存运载火箭能源,其气液参数分层现象影响液体火箭发动机推进剂输送系统特性。根据模块化建模和仿真思想,应用AMES-im(advanced modeling environment for simulations of engineering systems)软件开发了低温推进剂贮箱分布参数仿真模型。结合AMESim软件固有模型,建立了一种采用气瓶贮气式增压方案的增压输送系统仿真模型,对系统整个工作过程进行了仿真,较好地反映了低温推进剂贮箱的分布参数特性。     

氢氧发动机推力室身部液氢传热试验系统技术研究

为研究某型号氢氧发动机推力室身部液氢的传热特性、身部不同深宽比冷却通道结构对冷却特性的影响、不同室压和混合比情况下高深宽比冷却通道内的肋条温度分布和气壁温度分布特性,设计并建立了液氢传热试验系统,详细介绍了推进剂供应系统、冷却液氢供应系统、冷却水供应系统、控制系统的组成和试验能力,重点论述了降低贮箱增压起始段压力峰技术、低温氢气排放技术、试验工艺技术、安全防护措施等关键试验工艺技术。     

船用柴油机排气冷却消声器总体性能研究

排气冷却消声器是降低船用柴油机排气温度和排气噪声的有效装置.针对排气冷却消声器内部结构复杂,薄层环形通道多的特点,采用有限体积法计算并分析其内部流体流动和温度场,在此基础上使用有限元法计算并分析其声学特性.计算结果表明,消声器内部流场多处存在漩涡,在气流转折处设置导流环可以有效改善流体流动特性;消声器内部温度随气流的流向逐渐降低,消声器的冷却效果良好.由于温度的降低,声波在介质中的传播速度也随之降低,消声器的传递损失曲线向低频方向移动.     

液氢加注系统漏热故障对火箭发射的影响

以AMEsim面向对象软件作为建模工具,以液阻与摩擦损失方程Darcy-Weisbach公式、挤压与漏热模型为基础,基于发射场液氢加注系统,建立液相流动和气液两相流动模型,分析了不同漏热率,管路、器件漏热故障时对火箭贮箱的影响变化情况。研究结果表明:与液氢流动实际数值相比,两相流模型中气化液氢的压力、阻力、流量等参数的作用,改变了火箭贮箱的加注工位高度和贮箱气枕压力;两相流模型可进行加注系统漏热故障仿真,并能预示加注故障过程与结果。     

C_2液相加氢用固定床鼓泡反应器的适宜操作区

本文以氢气为气相介质、甲苯为液相介质。研究了:气液通过φ39固定床鼓泡反应器时。反应器内流体的流动状态,确定了适宜的操作区,以便应用于碳二液相催化选择性加氢脱炔工艺研究。     

柴油机排气歧管的CFD数值模拟分析

采用CATIA软件建立柴油机排气管三维实体模型,应用AVL FIRE软件对该排气管模型内流场进行CFD数值模拟计算,获得不同排气歧管分支在其排气流量最大时内部的压力场、速度场等.结果表明在总管与支管接口处,压力变化剧烈,能量损失较大,且管内有部分涡流区.对排气管的结构进行优化改进,优化后的结果表明,压力变化剧烈处明显变小,管内部分涡流区减小甚至消失,速度分布更加均匀.     

热动力装置高温排气噪声特性的实验研究

为研究热动力装置产生的高温气体在水下排气时产生的噪声特性,建立水下高温排气噪声测试系统,测试常温和高温条件下的水下排气噪声及陆上排气噪声,分析了上游声源、排气温度对水下排气噪声的影响.实验结果表明:水下排气噪声的高频部分随排气温度的增加而增加,而温度对陆上排气(气体直接排入到大气中)噪声的影响很小;排气温度主要影响水下管口辐射噪声及气泡噪声,气液温差的增加导致管口辐射噪声增加,同时气泡的变形也随温度的增加而变快,从而导致了气泡噪声的增加;由于温度的升高,喷口处气液温差加大,喷口处液体的湍动也随之增加,进而增加了高频段的湍流噪声.     

水压轴向柱塞泵配流盘预升压角

为了调查流量特性,以水压轴向柱塞泵为研究对象,在考虑预升压角的作用和关键摩擦副泄漏的前提下,建立了泵实际输出流量的数学模型,对配流盘的结构参数进行了设计计算.运用PumpLinx软件对不同预升压角下泵的流场进行了数值模拟,对泵的流量特性进行了分析.研究结果表明:水压轴向柱塞泵在排水过程中,会产生流量倒灌现象,使得单个柱塞腔内的压力和流量以及泵的输出流量产生脉动.增大预升压角可以增长柱塞腔内部流体的预压缩时间,减小柱塞腔内部和泵出口的压力差,从而减少柱塞腔的流量倒灌量,降低柱塞腔内的压力和流量脉动.适当增大预升压角有利于提高泵的流量特性,预升压角取20°时,泵的流量特性最佳.但预升压角超过20°时,预升压区和预卸压区流量倒灌的叠加会导致泵出口的流量脉动增大.     

旋转式气液混合器流场数值模拟与状态分析

为提高不同工况下旋转式气液混合器轴承支承承载力,采用Fluent流体分析软件,对静止与转动工况下混合器内部的气液两相流体进行了流场湍流数值模拟.采用流体体积模型与压力隐式算子分割算法,进行了气液两相混合流体的瞬态流动追踪,分析了相应的流场分布状态.结果表明:静止状态下,混合流体的分层主要受入口流速的影响,流速越大,分层区距离入口越远,各相明显分层,流型由规则的层状流逐渐过渡为波状流,且波形逐渐变大;转动状态下,流场分布主要受离心力作用的影响,入口流速一定时,随着转速的提高,流型由重力方向的分层流逐渐转化为螺旋轴状流,液相贴近壁面,气相靠近回转轴线,圆周方向上呈环状分层.     

大港渣油—异丁烷体系溶剂脱沥青过程的相特性

以大港渣油及催化裂化澄清油为原料、异丁烷为溶剂,较为系统地研究了该体系的相特性。实验结果表明：在亚临界及超临界区,体系一般存在５个相区,即均一液相区、液－液两相区、汽－液－液三相区、汽－液两相区和超临界流体区。各相区都存在明显的压力分相线。体系的性质、组成对相区有明显的影响,但三相区的位置仅与溶剂的种类有关。实验所得到的相图,框定了该体系的溶剂脱沥青过程的生产操作区,能够满足实际装置的生产操作和优化。     

闪速炼铜余热锅炉辐射冷却室水动力性能设计

针对某大型闪速炼铜余热锅炉辐射冷却室的水动力性能设计问题,提出一种垂直蛇形管水冷壁水动力特性分析的理论模型,重点讨论热负荷引起管内工质含汽率变化对垂直蛇形管水冷壁管重位压降的影响.基于流场数值模拟结果获得的水冷壁热负荷分布进行水冷壁节流圈的设计,进而对水冷壁有、无节流圈条件下的出口含汽率分布、阻力及脉动特性进行比较分析.分析结果表明：在闪速炼铜余热锅炉的水冷壁中采用基于热负荷分布所设计的节流圈不仅能够有效调配的工质流量,还有助于消除由热负荷波动引起的流量脉动,有效改善水冷壁的水动力特性.     

层流管流耦合换热对流体热边界条件的影响

通过对管外壁非均匀加热/冷却条件下层流管内受迫流动热入口段内流体与管壁间耦合传热的分析计算,研究了试件几何尺寸、试件与流体物性参数及流体流动状态对管内流体内管壁处热边界条件均匀性的影响,并就如何选择试验管段材料和尺寸以提高实验精度给出了原则性建议. 结果表明,管壁导热与管内流体间的耦合作用对内管壁处流体的热边界条件有着重要的影响. 影响流体热边界条件均匀性的主要量纲一的量是数、管壁材料的相对导热系数、实验段相对加热长度和管壁相对厚度.     

Design and performance test of miniature capillary pumped loop for electronics cooling

Considering two characteristics of compact heat dissipation room and high heat flux, a novel miniature capillary pumped loop (MCPL) for electronics cooling was proposed. MCPL consists of evaporator, condenser, vapor and liquid line dissipates heat by boiling and condensation of working fluids with no extra power consumption. Working fluid circulation is ensured by vapor pressure and capillary head. Saturated wick screens vapor and liquid, and ensures one-way flow of working fluid with no extra valve. In order to promote heat dissipation capacity of MCPL, the intensified boiling and condensation structures are embedded into evaporator and condenser respectively, which are useful to increasing boiling and condensation efficiency. Startup and run characteristics are tested by experiments in the condition of different power inputs and working fluids. MCPL is capable of dissipating 80 W of thermal energy and keeping the bottom substrate temperature of evaporator at 80 ℃.     

减压膜蒸馏过程与热泵耦合技术研究

采用压缩式热泵回收减压膜蒸馏(VMD)过程的相变热,用于加热减压膜蒸馏系统原料液,并研究VMD过程与热泵耦合技术,以获得二者耦合工作的最佳工艺条件.结果表明:在组件进膜温度为70℃、膜组件面积为0.1 m2、膜蒸馏系统的进料流量为2.0 L/min、原料液加热循环流量为2.3 L/min、蒸汽冷凝循环流量为1.6 L/min、真空度为0.09 MPa条件下,热泵COP为3.08,膜通量为17.8 kg/(m2.h),产水电导率小于10μS/cm.这说明热泵较好地回收减压膜蒸馏过程中的蒸汽潜热,达到了能量循环使用的目的.     

卧式蒸发冷却电机冷却系统的设计

卧式大型发电机采用蒸发冷却方式时,矩形线棒中流体的流动形式属于泵强迫循环流动沸腾,从流道的形状、流体的组成、加热的方式及流动的方式等多个方面叙述了卧式蒸发冷却电机矩形线棒内两相流动的特点,以及卧式蒸发冷却电机矩形线棒内两相流动的特殊性,并提出了新观点:仅由出口处气相含量的多少和工作压力来描述两相流动的压力降是不全面的,还应考虑两相流动段的长度,指出:应重视卧式蒸发冷却电机流量与热负荷的匹配问题以及流量与泵匹配的问题,尽快开展这方面的研究.     

变截面微通道散热器流动和传热特性

为了解决电子芯片散热问题,通过数值模拟的方法,研究了去离子水流经微通道散热器时的流动和传热特性.微通道散热器由无氧铜层叠焊接而成,散热器内微通道当量直径为0.23 mm,去离子水流经散热器时平均雷诺数为252~1 060,加热面热流密度为2×106W/m2.结果表明:不同雷诺数时,三角凹穴周期性变截面微通道散热器的传热性能明显优于矩形等截面直通道散热器;前者加热面平均温度和最高温度均比后者低2~3℃,且两者压降相差不大;随着去离子水流量的增加,散热器加热面平均温度降低,但当流量增加到一定程度后,加热面温度变化不明显,说明不能单靠增大泵功来强化传热.     

300MW机组运行方式分析

通过对300 MW机组汽轮机定压运行和滑压运行变工况热力计算程序的编制,计算出了在定压运行和滑压运行方式下调节阀门压损、调节级相对内效率、给水泵耗功、热耗率等各项指标,通过对上述各项经济指标的分析比较,得到了机组滑压运行的最佳运行方式,进而确定了机组变负荷运行方式。同时也分析了滑压运行对机组安全性的影响。     

燃油式热熔釜3D建模及其温度场仿真

为了得到燃油热熔釜在稳态加热条件下热熔釜釜壁的温度场分布情况.文中采用热平衡计算法对燃油热熔釜系统燃烧室内的热量分布进行了理论分析,并在恒流密度加热情况下,利用Fluent软件对燃油热熔釜热熔釜壁的温度场进行了仿真分析.仿真结果表明:在热流密度q=9 809.1W/m2加热情况下,热熔釜壁釜壁平均温度为330℃,仿真结果跟实际测得数据基本相符.     

塔式光热电站吸热器的壁面热流分布

为深入研究塔式光热电站吸热器壁面的热流密度分布,基于赤道聚光策略和基本光路原理,利用光学仿真分析软件SolTrace对西班牙Gemasolar塔式光热电站系统进行几何与光学建模.通过结果敛散性判断,确定采用5 000 000条射线进行模拟研究;模拟结果与文献研究结果符合良好,证明模型准确可靠.采用夏至日设计点标准状况下的太阳光入射辐射,通过射线追踪的方法,模拟获得外露管式吸热器壁面上的热流密度分布,发现不同吸热管壁面接收的太阳辐射热流密度变化规律与定日镜场环形分布方式有关;单根吸热管时壁面热流密度分布不均匀.分析冬至日午时吸热管的热流密度分布,对比吸热管壁面热流分布的模拟结果与相应的近似高斯分布,发现近似处理与模拟结果差异较大.研究结果表明,对于塔式吸热器壁面热流分布,采用SolTrace仿真分析比用近似高斯分布更具有实际指导意义.     

Effects of bending on heat transfer performance of axial micro-grooved heat pipe

Heat pipe is always bent in the typical application of electronic heat dissipation at high heat flux, which greatly affects its heat transfer performance. The capillary limit of heat transport in the bent micro-grooved heat pipes was analyzed in the vapor pressure drop, the liquid pressure drop and the interaction of the vapor with wick fluid. The bent heat pipes were fabricated and tested from the bending angle, the bending position and the bending radius. The results show that temperature difference and thermal resistance increase while the heat transfer capacity of the heat pipe decreases, with the increase of the bending angles and the bending position closer to the vapor section. However, the effects of bending radius can be ignored. The result agrees well with the predicted equations.