基于气液两相流入口蒸汽参数对管壳式冷凝器性能的影响

采用数值模拟方法,使用CFD软件FLUENT对管壳式冷凝器壳侧按两相流动及相变传热进行了模拟计算,选定合适的湍流模型、两相流模型为混合物模型,并根据汽水转化公式编写了自定义函数UDF来描述相变过程质和量的传递。针对壳侧流体介质为高温饱和水蒸汽情况下,分别对不同的介质入口速度和入口温度情况下换热器壳侧传热系数、湍流动能和压强变化的模拟结果进行了比较,得出了流体介质入口速度与温度对换热器壳侧传热特点和传热性能的影响规律。从而对冷凝器壳侧结构参数的优化及流动介质进行合理的选择起到指导作用。     

微通道内单相及气液两相流动换热数值模拟研究进展综述

随着科技的发展,微电子设备的散热量越来越大,传统换热器将难以满足其散热需求。微通道散热是一种新型的高效换热技术,其结构紧凑、换热性能突出、运行安全可靠的特点引起国内外学术界和工业界的广泛关注。试验技术存在对换热装置加工工艺和测量仪器精度的高要求,成本高、准备周期长;数值模拟技术成本低、计算周期短,探索微通道内单相和气液两相流动换热特性更为便捷,其优势也日益突显。详细介绍了针对微通道换热器的传热流动数值模拟研究方法,对比分析了包含LBM模拟方法和VOF气液两相流模型在内的典型数值方法,并总结了数值模拟在微通道单相换热特性、气液两相换热特性和临界热流密度方面的研究进展。     

基于Mixture模型泡沫发生器气液两相流数值模拟

为提高泡沫发生器发泡效果,优化泡沫发生器内部结构设计,采用流体仿真技术对泡沫发生器内部流场进行数值模拟,分析速度、压力以及气相体积分布,研究不同进气方式以及挡板高度对泡沫发生器内部流场影响,结果表明:中心进气式泡沫发生器内部气液混合均匀程度优于边缘进气式泡沫发生器,内部压力损失比边缘进气式大;在泡沫发生器内部增设挡板有...     

气液两相流泵的研究进展

介绍了气液两相流动的主要计算模型,总结了现有两相流泵的特点,对有关两相流泵的流场分析,性能预测,试验研究及水力设计等方面的现有成果分别进行了综述,对应进一步深入研究的问题及研究中应遵循的一些原则进行了初步探讨。     

轴承腔中润滑油气液两相分层流动研究

基于轴承腔中润滑油气液两相分层流动模型和湍流模型，采用VOF方法追踪气液界面等技术求解三维N—S公式，对腔内润滑油气液两相分层流动的特性进行了研究。分析了润滑油混合物空气体积比等结构工况参数对流体介质在轴承腔出口处压力和径向速度的影响，研究结果揭示了结构工况参数对出口压力和径向速度的不同影响趋势。将所计算得到的理论数据与国外类似结构的轴承腔工况条件和结构数据进行比较，证明了该计算方法和结果的正确性。     

气液两相喷嘴等温流动模型

通过对Rundinger气液两相喷嘴流动模型计算机求解发现,大载荷比两相喷嘴流动中液体和气体的温度基本相等且与入口温度相同,从而提出等温流动假设,并对其合理性进行理论分析.得到一种适合于大载荷比的气液两相喷嘴简化等温流动数学模型,并对喷嘴参数和性能的影响因素进行研究.将该数学模型与Rudinger模型进行理论计算和试验比较,发现在大载荷比时两个模型计算结果和试验数据非常接近.     

气液两相流质量测量方法的研究

在机械制冷循环中,需要对气液两相制冷剂流动进行质量测量,以监测循环运行.尽管两相流的截面空隙率有多种检测方法,但由于管内液相和气相的速度不同,很难从截面空隙率来判断两相流的质量.因此,提出了一种新的质量测量方法,在0.05～0.8 kg的质量范围内,通过安装多个窄管的气体旁路管,实现了精度在0.03 kg以内的质量测量.     

气液两相流型在线识别系统的开发和应用

在统计理论和小波理论的基础上,把神经网络应用到流型识别中,采用VB语言编程完成了软件的开发.按照信号测量、信号特征提取和流型识别3个实现流型客观自动识别的步骤,建立了一套气液两相流流型在线识别系统,在气液两相流实验系统上采集了180组仿真样本进行仿真实验.结果显示:流型正确识别率为91.7%,此系统应用于流型识别,不仅具有较高的识别率,而且很好地实现了识别结果的实时显示,运行速度快,达到了流型在线识别的目的.     

气液脉冲两相流耦合激振数值模拟与试验

提出了一种气液耦合激振方式,通过控制气路和液路交替产生的高压脉冲两相振荡流,利用其产生的激振力实现对液压系统管道内壁的污染物去除.首先,建立了高压脉冲两相流动力学模型,开发了气液脉冲两相流试验系统,利用Ansys Fluent模块进行数值模拟与仿真分析;其次,湍流模型采用k-ε二方程模型,气液两相流采用流体体积函数(v...     

离心式气液两相流泵的试验研究

通过对QYS100－20型离心式气液两相流泵的试验，分析和研究了泵的性能，获得了研制高含气量的气液两相流泵的宝贵经验。     

三维方管层流冲击射流流动与传热的数值研究

通过求解三维稳态不可压缩N-S方程和能量方程,对半封闭层流方管冲击射流的流动与传热特性进行了数值研究。根据计算结果分析了射流中四个偏心速度峰值形成的原因,在层流范围内考察了射流雷诺数和冲击高度对流场结构和传热性能的影响。计算结果表明,冲击射流的传热特性受流场结构的控制,冲击面附近水平断面上四个偏心速度峰值的形成,导致在相应断面上形成温度分布的四个偏心最小值,以及在冲击面上形成局部Nu数的四个偏心峰值。     

内置扭带换热管三维流动与传热数值模拟

对自转扭带换热管内流体的运动进行了分析,根据流体在自转扭带管内的切向运动特点,提出将自转扭带等效虚拟于静止扭带的思路。建立内置螺旋扭带换热管流体流动的三维物理模型,采用大型CFD软件FLUENT6.0中的RNG k-ε模型对内置扭带换热管内的流动与传热进行了数值模拟,得到了内置扭带换热管流体流动的速度、压力、湍流强度场分布规律及传热特性。比较了静止、旋转及旋转等效虚拟静止扭带换热管的传热和阻力降特性,分析了不同螺距对强化传热和阻力降的影响。速度场的模拟值与激光测速仪试验值进行了比较,二者吻合较好。     

煤粉浓缩器内气固两相流动特性的数值模拟

利用气固两相计算模型(IPSA模型),对水平浓淡煤粉燃烧器关键部件——百叶窗煤粉浓缩器内部压力、速度、浓度场进行了数值模拟,得出了浓缩器内气固两相流动规律,进一步分析了浓缩器的煤粉浓缩机理。计算结果表明,在浓缩器叶片上部出现高煤粉浓度的带状结构,并且在浓侧出口中心位置的煤粉浓缩带内,形成局部的煤粉高浓度区域,这是百叶窗式煤粉浓缩器的主要特点,与试验研究中观察到的气固两相流动现象一致。同时在不同分流挡板开度k下对煤粉浓缩器内部流动进行了数值模拟,得到了浓缩器性能参数,给出其变化趋势,与试验结果对比吻合较好。     

NUMERICAL SIMULATION FOR AIR AND AIR-PM FLOW IN WALL FLOW DIESEL PARTICULATE FILTERS

Numerical simulations are performed both for the single airflow and air-PM two-phase flow in wall flow diesel particulate filters (DPF) for the first time. The calculation domain is divided into two regions. In the inlet and outlet flow channels, the simulations are performed for the steady and laminar flow; In the porous filtration walls, the calculation model for flow in porous media is used. The Lagrange two-phase flow model is used to calculate the air-PM flow in DPF, for the dispersed phase (PM), its flow tracks are obtained by the integrating of the Lagrange kinetic equation. The calculated velocity, pressure distribution and PM flow tracks in DPF are obtained, which exhibits the main flow characteristics in wall flow DPF and will be help for the optimal design and performance prediction of wall flow DPF.     

微小矩形通道内气体层流换热的数值模拟

在基于贴壁层概念和已经求得的贴壁层内气体热导率变化规律的基础上 ,数值求解了微小矩形通道内气体层流已充分发展时 ,在壁面等热流边界条件下的温度分布和换热 ,得到了矩形微通道在不同截面长宽比 ζ和不同Knudsen数下的量纲一的温度分布和 Nu 值 ,并进行了相应的讨论。     

激光制造中载气式同轴送粉粉末流场的数值模拟

应用气固两相流理论对载气式同轴送粉系统中粉末流出送粉喷嘴后的粉末流场进行模拟计算,研究分析粉末流场浓度分布规律及粉末流参数(聚焦焦距和聚焦半径)的变化规律,计算结果与数字粒子图像测速的试验结果吻合较好.结果表明,载气式同轴送粉系统中,送粉喷嘴结构参数一定时,粉末流浓度和粉末流参数受送粉量及送粉气流量的影响.送粉气流量主要影响送粉喷嘴出粉口处粉末流的速度,对粉末流浓度分布和粉末流聚焦参数影响较小;送粉量增加,聚焦点处浓度值增大,粉流聚焦焦点略微下移,焦距处半径增大,聚焦焦深减小.建立粉末流简化物理模型,所建模型对同轴送粉喷嘴的设计和性能优化具有参考价值.     

轴流泵端壁间隙流动特性的数值研究

基于N-S方程,标准k-ε模型和SIMPLEC算法,在三种叶端间隙、三种工况条件下,对轴流泵端壁间隙流动进行了数值模拟。重点考察了叶端间隙流动对叶轮出口流场及性能的影响。数值结果表明,间隙增加,扬程下降,特别是越在小流量工况下越明显。     

不同叶轮形式下离心泵整机非定常流场的数值研究

针对无短叶片、有长短叶片和短短叶片三种叶轮的离心泵,采用非定常CFD方法数值分析了设计工况点的整机全三维流场,讨论了不同叶片形式对水泵扬程、进出口压力波动及叶片表面和中央回转面内参数分布的影响。其中,与无短叶片情况相比较,详细分析了短叶片的有无和短叶片尺寸对泵内流场的影响;并对一个压力波动周期内,由于叶片和蜗舌相对位置不同内部流场的变化给出了相应的分析结果。从动力学角度对降低水泵的振动和噪声提供了有益的分析结果。     

轴流式水轮机全流道内非定常空化湍流的数值模拟

为了研究轴流式水轮机内部的空化流动,将Fluent 6．1商用软件中的一种完整空化模型和一种混合流体两相流模型相结合,对某水电站原型轴流式水轮机全流道内的非定常空化湍流进行了数值模拟。根据模拟结果,预测了水轮机在特定工况下运行时流道内空化发生的部位和程度,并对水轮机的能量性能进行了预估。数值预测的空化流动现象与模型水轮机空化试验中所观察到的现象基本一致,说明数值模拟结果可为轴流式水轮机的运行性能预测提供参考。     

SIMULATION OF FLUID FLOW IN CHANNEL OF A NOVEL HYDRAULIC SHOCK GENERATOR

0INTRODUCTIONA novel hydraulic shock generator (SHG) based on the principle of water hammers has been recently developed. The experimental investigation［1］ shows that SHG could generate intense periodic shocks demanded by several construction machines. However the engineering applications of SHG are limited by its life span. For the further improvement of its capability, the flow patterns inside its complex passages have been investigated.The flow visualizations in the complex geome…