多孔介质模型在板翅式换热器数值模拟中的应用

利用FLUENT软件中的多孔介质模型,对板翅式燃气热水器换热器芯体内流体的流动与传热进行三维数值模拟.计算分析了不同操作参数条件下,换热器芯体的流场分布特点,计算结果与热水器样机测试实验结果吻合,表明该模型的应用是切实可行的.     

基于Fluent的纤维过滤器内部流场数值模拟

为了研究滤层结构和滤速对纤维过滤器过滤效果的影响,针对不同工况,运用计算流体动力学软件Fluent中的多孔介质模型对纤维过滤器滤层的边界条件和计算参数进行设置,对过滤器内部压力场和速度场进行数值模拟,对计算结果进行分析与讨论。以圆柱形滤层结构为研究对象,详细分析半径、厚度及滤速对过滤器内部流场的影响规律。结果表明,压力损失随滤速和厚度的增大而增大,近似呈线性关系;滤层上部滤速稳定,中下部速度波动大,半径对滤层压力损失和速度的影响较小。     

填料密封阻塞下气体螺旋密封的数值模拟研究

针对填料密封阻塞下的气体螺旋密封泄漏问题,利用多孔介质概念对填料密封阻塞下的气体螺旋密封做了计算流体力学(CFD)数值模拟,用多孔介质概念来类比填料密封泄漏的机理,建立了相应的计算模型,并分析了该方法的可行性。数值模拟的计算结果表明,在给定的泄漏量条件下,填料密封渗透率分别随着螺旋密封的螺旋角,螺旋结构与壁面间隙及螺旋结构本身的槽深增大而减小,成反比例关系。当螺旋结构的螺旋角,螺旋结构与壁面间隙及螺旋结构本身槽深增大到一定范围时,螺旋密封的效果大大降低,这时填料密封在整个密封装置中起主要的密封作用。该研究结果为填料密封作用下的螺旋密封设计提供了一定的理论基础。     

超薄热管传热性能 的数值模拟

超薄热管在工作过程中,内部存在复杂的相变过程和两相流运动,由于封装等限制,无法通过试验对内部情况进行精准分析.为研究超薄热管在工作过程中的内部情况,对超薄热管的传热性能进行数值模拟.采用流体体积模型对超薄热管内部的两相流状态进行捕捉,分析不同充液率下超薄热管内部混合工质的速度和压力变化情况.结果表明,随着超薄热管内部充...     

多孔介质单元区域的流场模拟及分析

利用三维软件对多孔介质排气管道进行模拟,通过CFD软件STAR-CCM+对多孔介质单元区域进行数值模拟,得到多孔介质单元区域的流场(速度流场、压强流场).结果表明:管道中间的多孔介质区域吸收了一部分气体,使得管道内部的压强降很小,同时管道内部的气体流速也在减小,说明多孔介质区域的吸附作用很强.为今后废气的排气管道的研究提供参考.     

车灯内部流动与传热的数值模拟分析

采用计算机流体动力学数值模拟的方法,对车灯内部的气流和温度分布进行了计算和分析,着力解决车灯因材料热失效、热变形以及内部结雾等热现象造成的质量问题.仿真结果和实验数据对比表明:采用的数值模拟方法能较准确地模拟出车灯内流场和温度场,为提高车灯寿命和质量提供理论依据.     

四角切圆煤粉炉含过热器冷态流场数值模拟研究

由于数值计算网格量的限制,已有的针对炉膛内流场的数值模拟大多把过热器忽略掉。现提出把过热器简化为多孔介质模型,在计算过热器气动特性的基础上,有依据的设置多孔介质模型气动特性参数,使炉膛内流场仿真更接近于实物模型。湍流模型采用Realizable k-ε湍流模型,可以形象地再现炉内空气动力场。     

双波纹板束传热与流动的数值模拟

应用数值分析Fluent软件对新开发的一种用于气—气换热的双波纹板管换热器板束的传热与流动进行数值模拟。板束叠放采用对顶和平行两种形式,分别模拟计算出不同流量和温度下两种模型的传热系数和湍流强度并进行对比分析。研究结果表明:同样条件下,热通道对顶叠放模型的换热系数是平行叠放的1.2倍,湍流强度比平行叠放模型提高了一倍;随着热侧流量和进口温度的不断升高,总换热系数逐渐增大,但其对冷侧对流系数和压降影响微小。     

超临界二氧化碳管内湍流流动和传热的数值模拟

应用标准的k-ε模型对超临界CO2在竖直微通道管内的湍流流动和传热进行了数值模拟。采用SIMPLE算法,得到了各种条件下不同管径的速度、温度剖面分布规律以及对流换热系数h和Nu数。分析了相关参数对超临界CO2管内湍流流动和传热的影响,并将模拟结果与相关的理论和实验成果进行了比较,验证了模拟结果的正确性。     

发动机冷却系统中流动与传热问题数值模拟进展

着重论述利用数值模拟技术研究发动机冷却系统中流动与传热问题的发展现状,包括水套单相流及气液两相流流动、流－固耦合传热、一维与三维联合模拟等该研究领域的热点内容。耦合系统之间联合分析的方法准确反映了发动机各部件之间的影响关系,这种分析方法是目前研究的重点,但其中仍存在一些问题。基于此状况提出改进办法：针对不同工况选用循环平均参数作为燃气侧传热边界条件;水套进出口的流动边界条件,在稳态工况下设为定值,在过渡工况下通过循环一维仿真计算确定;应采用整体耦合方法进行计算,计算模型应尽量完整,但可以进行适当的简化,并总结出模型简化的原则。     

CO2气体冷却器管内传热特性数值模拟

运用FLUENT软件对CO2制冷循环中气体冷却器进行两侧交叉流传热特性模拟,分析得出超临界区二氧化碳冷却换热特性和压降变化情况,以用于指导气体冷却器及系统运行参数设计。     

篦冷机熟料的立体视觉在线测量

实现篦冷机内部冷却风的合理分配,需要实时获得水泥熟料的厚度信息。针对篦冷机内温度高,难以实时测量的问题,提出了基于网格候选点的立体视觉在线测量方法。用相交光轴的两台摄像机组成双目立体视觉系统获取料层图像,在世界坐标系内建立代表深度信息的网格候选点用于深度测量。利用小波多分辨率算法快速筛选候选点,满足传送中熟料在线测量的实时性需求。引入了可信系数的概念,对容易出现歧义的少数候选点根据直方图分布判断该窗口内图像是否包含丰富的纹理信息,选择较大或较小的匹配窗口用于二次匹配,减少了匹配歧义带来的测量误差。实验结果表明,测量系统的均方根误差为4.29mm,能够满足实时厚度测量的精度要求。提出的方法测量精度高、计算速度快,能够稳定用于篦冷机内熟料厚度的在线测量。     

蓖冷风机的数值模拟及内流场分析

对篦冷风机的三维内部流场进行了数值模拟,预测了风机的整体性能曲线,通过与试验数据比较表明了数值计算的可靠性.通过数值模拟,详细分析了风机子午平面和回转面的流动情况,分析了篦冷风机流场内射流-尾流、进风口与叶轮之间的间隙流动、叶轮流道内的二次流等局部流动特征.     

可拆式螺旋板换热器内部流动与传热的数值模拟

应用计算流体力学(CFD)和数值传热学方法,建立了可拆式螺旋板换热器内部流动与传热的数学模型,模拟得到了其内部压力场和温度场的分布情况,同时讨论了流体流速和流道间距对换热器性能的影响.结果表明,几何结构一定时,适当提高油侧流速比提高水侧流速对强化传热更经济有效,而在流量一定情况下,流道间距的确定必须兼顾传热-压降性能和金属板材消耗量综合权衡.这些模拟结果对可拆式螺旋板换热器的优化设计以及运行参数的调试具有重要的参考价值和指导意义.     

水平管内水蒸汽冷凝换热特性的数值模拟

对水蒸汽在内径为8 mm的水平圆管内,不同管壁温度、蒸汽流速、压力和入口过热度下的冷凝过程,采用通用CFD软件Fluent 13.0中的Mixture模型,结合UDF编程对水平管内冷凝物理模型进行数值模拟。通过分析相应的冷凝液分布云图、体积分数和局部换热系数的变化曲线,得出蒸汽在水平管内冷凝换热系数与壁温、蒸汽流速、压力和入口过热度的变化规律。并将模拟结果与实验测试结果进行了对比,得出模拟结果比计算值偏高约30%。     

基于Fluent的蓄热体传热过程的数值模拟

在能源紧张的环境下,蓄热式电锅炉利用低谷电加热蓄热体耐火砖材料将不能存储的电能转化为热能暂时贮存起来,通过二次换热转化为用户可以利用的能源。蓄热体工作过程分为加热、保温、放热、保温、再加热的循环过程。放热过程是蓄热体工作的主要阶段,放热量的大小和时间长短直接影响设备的工作状态。通过对蓄热体模型的简化,建立三维模型,采用ANSYS Workbench中的Fluent模块对蓄热体的放热过程做了数值模拟,得到了蓄热体放热过程出口温度的分布情况。得到的结果和某工厂的电锅炉实际工作温度和时间相吻合,通过对蓄热体材料、加热时间等一些参数的设置得到的模拟结果对实际生产具有一定的指导意义。     

篦冷机内水泥熟料温度的软测量

篦冷机内高温水泥熟料温度难以在线测量,给篦冷机的控制与热回收优化带来困难。针对这一问题,提出一种基于多孔介质渗流换热理论的篦冷机内熟料层温度软测量模型,并针对此模型设计一种解析法和隐式差分法相结合的流热耦合求解算法。根据所提出的算法对软测量模型进行渗流-传热双向耦合求解,得到了篦冷机内高温水泥熟料由进料口至出料口的温度变化预测值。利用自主设计的试验平台进行高温熟料堆积体冷却试验,试验结果表明,仿真数据与试验数据的误差较小,所建模型对于篦冷机内水泥熟料温度具有较好的测量精度。     

钉头管自支承式换热器的耦合传热及流场数值模拟研究

对钉头管自支承式换热器的结构进行合理简化,建立数值模型,用FLUENT软件对其温度场和流场进行数值模拟,分析比较了钉头管自支承式换热器对空气、水、润滑油3种介质的强化传热效果。结果表明钉头管自支承式换热器对粘度较小的空气介质效果更明显,其强化传热系数可达光管结构的1.7倍左右,压降为光管结构的1.04-1.08倍。