内燃叉车排气消声器内流场及温度场数值分析

在排气消声器声学性能的分析中,为了计入气流流速和温度的影响,以某内燃叉车排气消声器为研究对象,基于流场分析理论,利用fluent软件对其内部复杂流场及温度场进行了数值模拟,分析得出消声器内部的速度场和温度场.以消声器内部温度场计算结果为基础,采用Ansys稳态热分析模块,计算得到排气消声器壳体的稳态温度场,并进行消声器壳体温度测量试验.研究结果表明:内燃叉车排气消声器壳体稳态温度场的仿真结果与试验结果在消声器壳体上的位置变化趋势基本吻合,说明了仿真得到的排气消声器壳体温度场可信,排气消声器内部流场及温度场仿真分析正确.     

基于壁面压力分布的消声器性能优化研究

部分载货或牵引车辆由于底盘布置空间有限,需开发设计小型方箱消声器.基于理论及数值模拟逐步改进消声器内部结构,同时对改进的每种构型进行空气动力性能和声学性能的分析研究,获得其压力场、速度场、温度场,研究其阻力损失和噪声特性,探讨了结构因素对排气消声器性能的影响.逐步优化完成4种消声器构型,最终设计内插管接扩张孔管的小型方型消声器构型,利用排气管路的弯折和内插管的弯折进行排气的整体降速,内插管连接孔管,孔管直径越大,高速气体在其内部扩张降速越快,避免直吹壁面.改善消声器内部气流流动,避免气流对壁面冲击的应力集中.     

一种新型消声器的设计和试验研究

针对某型柴油机排气噪声频谱特性,设计了一种新型阻抗复合式排气消声器.采用流体计算软件Fluent对消声器的阻力损失进行了仿真计算,提出了减少阻力损失的方案,用声学软件SYSNOISE中的有限元法对传递损失进行了仿真计算,并对该消声器模拟样器在无气流状态下的声学性能进行了试验研究.理论与实验结果均表明,所设计的排气消声器在柴油机排气噪声需考虑的频带内,消声量可达25dB(A).     

基于有限元法的扩张式消声器声学特性分析

排气噪声是车辆噪声中的主要噪声源。排气消声器是降低排气噪声最主要的消声装置。在扩张式消声器的噪声特性分析中,采用有限元分析软件Hypermesh和声振软件Sysnoise,分别对消声器进行建模和内部声场分析计算。结果表明:消声器传递损失幅值大小由消声器的扩张比决定,扩张室长度影响其传递损失频带的带宽。     

船用排气消声器阻力特性研究

为了满足新型船对排气消声器的阻力特性要求，在对原有型式排气消声器流场数值模拟结果进行分析后，以消声器外形结构尺寸保持不变为原则，对其内部局部阻力大的部位进行了多方案的结构调整，确定了排气消声器的改进结构，其压力损失比原型消声器降低了27％。按照所确定的结构制作了几何比为1：2.5的实验模型，模型实验结果表明，本文的数值模拟方案具有令人满意的精度，对于船用排气消声器阻力特性预估是非常有效的。     

中间冷却温差对两级压缩二氧化碳热泵循环性能的影响

对两级压缩中间冷却过程对二氧化碳热泵性能的影响进行了热力学分析,讨论了冷却温差对系统制热性能系数和排气温度的影响.在计算参数范围内,随着冷却温差的增加,相比单级压缩循环,两级压缩中间冷却循环制热性能系数的改善小于7.39%,排气温度降低幅度在7~17℃.     

基于流固耦合的涡轮叶顶喷气冷却特性研究

高温燃气在涡轮动叶叶顶产生的泄漏流不但降低了涡轮效率,更是加剧了叶顶的热负荷. 本文基于实验模型,采用流固耦合的数值计算方法,研究了涡轮凹槽叶顶的间隙流与冷却射流相互作用的流动机理以及顶部喷气冷却对凹槽壁面换热效果的影响,重点分析了吹风比、冷却孔倾斜角、冷却孔进气角以及固体材料导热系数对壁面Nu数的影响. 结果表明: 大吹风比（M=1.5）能有效改善凹槽近压力面一侧肋条及底部的换热,Nu数分布更加均匀；进气角产生的“喷射效应”改变了冷却气流高速区的出口相对位置,当进气角大于0°时,冷却气体能有效阻隔高温流体使壁面Nu数降低；低导热系数材料降低了气流对固体壁面的对流换热,使得壁面的对流换热更加均匀.      

基于喷雾冷却的发动机排气系统减阻

采用电加热喷雾冷却减阻试验台,系统研究了喷雾流量、喷雾倾角、气流温度、气流速度影响发动机排气系统减阻性能的规律;采用基于离散相模型（DPM）的数值模拟,阐释了喷雾冷却大幅降低排气阻力的原因。研究结果表明：喷雾流量为12～24 mL/s时,减阻率随喷雾流量的增加而增大;喷雾倾角由45°增加至90°时,减阻率先保持不变后减小,45°和60°喷雾倾角时的减阻效果均为最佳;气流温度为200～300℃时,随着气流温度的升高,减阻率呈增大趋势;气流速度由20 m/s增大至30 m/s时,减阻率逐渐下降。排气系统喷雾后阻力大幅度减小的原因是喷雾后气流速度降低,湍流强度降低,局部阻力和摩擦阻力显著减小。     

汽车尾气温差发电装置热端与消声器集成研究

提出一种将汽车尾气温差发电装置热端与消声器集成的设计方案,这种集成式结构不仅解决温差发电系统与汽车排气系统兼容性低的问题,而且提高了汽车底盘空间利用率和温差发电系统的比功率.基于传热学及流体动力学理论,利用STAR-CCM+软件计算得出集成式废热通道表面温度场和内部流体场,同时,耦合GT-POWER软件分析其结构的声学性能.根据集成式废热通道的热场仿真和声学分析结果,从汽车尾气温差发电装置和排气系统性能要求的角度,集成式废热通道满足高效的尾气温差发电器对热端的热场性能要求,并保持消声器的降噪特性,从而在理论上验证集成式废热通道设计的可行性.     

通气孔对动叶冷却结构流动和换热特性的影响

为深入研究某型燃气轮高温旋转动叶片内部先进的复合冷却结构,采用三维气热耦合数值计算方法,模拟该叶片外部高温流场、内部前后冷却腔内蛇形折流通道复合冷却结构的流动性能与换热特性,研究前腔蛇形折流冷却通道在采用局部通气孔改进设计的条件下对整个旋转叶片外表面冷却效果与内部冷却通道流阻系数的改善程度.计算结果表明:在给定的冷气流...     

ANSYS在双曲线型冷却塔分析中的应用

应用ANSYS有限元分析软件对火力发电厂双曲线型冷却塔进行结构分析,主要探讨了在自重、温度和风荷载作用下,双曲线型冷却塔塔筒的位移、应力和内力分布规律.简单介绍了荷载的施加方法并建立了有限元模型,并对自重、温度和风荷载3种工况塔筒的受力特点进行了研究.结果表明:风荷载工况塔筒的喉部位移最大;自重工况塔筒的薄膜力大,且同一位置的子午向薄膜力大于环向薄膜力;温度工况塔筒的弯矩大,且在塔筒的中段弯矩恒定;风荷载工况塔筒同一位置的子午向薄膜力大于环向薄膜力,环向弯矩大于子午向弯矩.分析结果可为双曲线型冷却塔的结构设计提供参考依据.     

发动机尾气温差发电装置

为了对发动机尾气中蕴含的高温能量进行回收利用,对基于温差发电的发动机尾气温差发电装置进行试验。首先基于现有发动机台架试验系统增加温度、电压和电流测量系统,在此基础上,通过测量不同内部结构集热器表面温度和排气噪声的变化得到集热器内部结构对温差发电性能的影响规律,通过测量不同冷却方式下温差发电片两端温度以及输出电压和电流的变化,得到散热器冷却方式对温差发电性能的影响规律。结果表明,集热器内部结构采用中空结构时,不同位置表面温度差在6 ℃以内,有利于保持其表面温度的均匀性,有利于电能输出,但是对于降低噪声没有帮助;采用强制风冷方式有助于提高温差发电装置两端温差,相对于自然冷却方式温差大约可提高14 ℃,从而提升输出电能,但是由于风速的提升可以同时增加冷端和热端的表面换热效率,使得较多的热量扩散到环境中,从而产生当风速达到某一数值后温差不变的现象;相比于侧面冷却,正面冷却方式更具有优势,大约将温差发电器两端的温差提升15 ℃,但是只能冷却一面。     

1000MW机组高位布置排汽管道内湿蒸汽的数值模拟

排汽管道是空冷岛重要的系统和部件,其管线布置方式是否合理,管内压降及蒸汽流量分配均匀性是否满足设计和使用要求,影响到空冷凝汽器的运行效率和冬季的防冻维护,是直接关系到发电机组经济运行和安全的大问题。应用Ansys、Fluent等计算流体力学软件对某1000MW直接空冷机组高位布置排汽管道内的湿蒸汽进行了数值模拟,并对模拟结果进行了简要分析、研究。为直接空冷机组排汽管道的设计选型提供了参考依据,并对直接空冷机组排汽管道的进一步优化设计提供帮助。     

大体积混凝土水管冷却关键参数的敏感性研究

分析了大体积混凝土三维水管冷却温度场的计算原理与方法,利用有限元软件对影响冷却效果的三个关键因素,即冷却水温、通水流量和水管管径进行了仿真计算及敏感性分析。结果表明:冷却水温参数对大体积混凝土影响的效果高于通水流量和水管管径;在通水200 h后,以25 ℃水温为基准,水温每降低1%,混凝土内部最高温度下降约0.066 ℃;以0.6 m³/h通水流量为基准,流量每增加1%,混凝土内部最高温度下降约0.026 ℃;以20 mm管径为基准,管径每增加1%,混凝土内部最高温度下降约0.049 ℃。     

高炉球墨铸铁凸台冷却壁的温度场的有限元仿真

为探讨高炉凸台冷却壁的破坏过程,根据高炉的生产状况,确定凸台冷却壁的热边界条件,采用ANSYS方法,计算凸台冷却壁的温度分布;计算结果表明,凸台冷却壁的凸台部位和失去镶砖部位容易烧损;切断冷却循环水可以加速冷却壁的烧损.     

X80钢层流冷却温度场的有限元模拟

针对X80钢精轧后进行的层流冷却过程,借助MSC.Marc有限元软件并结合实测的X80钢精轧后的温度分布,建立有限元仿真模型,对不同冷却工艺下X80钢宽度方向的温度场进行分析计算,得到X80钢沿宽度方向的温度分布;通过实验获取X80钢层流冷却过程中换热系数,将获得的换热系数加载到冷却模型中模拟X80钢层流冷却过程的温度变化情况,对比得出不同层流冷却模式的冷却强弱效果。结果表明：对于强冷区,冷却方式为101的冷却效果比冷却方式为110和011的好;对于缓冷区,冷却方式为0011111000的冷却效果比冷却方式为1111100000和0000011111的好。     

Time-domain CFD computation and analysis of acoustic attenuation performance of water-filled silencers

The multi-dimensional time-domain computational fluid dynamics(CFD) approach is extended to calculate the acoustic attenuation performance of water-filled piping silencers. Transmission loss predictions from the time-domain CFD approach and the frequency-domain finite element method(FEM) agree well with each other for the dual expansion chamber silencer, straight-through and cross-flow perforated tube silencers without flow. Then, the time-domain CFD approach is used to investigate the effect of flow on the acoustic attenuation characteristics of perforated tube silencers. The numerical predictions demonstrate that the mean flow increases the transmission loss, especially at higher frequencies, and shifts the transmission loss curve to lower frequencies.     

三叶罗茨风机排气温度的影响因素分析

渐开线叶型三叶罗茨风机的排气温度受到诸多因素的影响,容积效率、内泄漏及工作时的排气压力都能使风机的温升发生变化.实例计算说明,要获得较低排气温度,必须提高风机容积效率,减小内泄漏,采用一定的冷却方法.     

热电制冷器温度依赖的材料参数的提取

为获取通常情况下大部分厂家保密但在计算过程中所必须的热电制冷器(TEC)的热电材料参数,对温度依赖的热电材料参数进行了提取.利用一款一级TEC性能的测试结果,基于热电基本公式,根据两种不同的材料参数取值方法分别建立了两个超定方程组,通过对这两个方程组进行求解,分别提取了两组TEC的热电材料参数.并用所提取的两组热电材料参数对另一款相同材料的5级TEC性能进行了计算以验证所提取材料参数的有效性.结果表明:厂家性能曲线误差随级数增加而增大,对于5级TEC,制冷温度误差可达20 K以上,这在TEC选型中应予以重视;本文所提取的材料参数在计算另一款5级TEC制冷温度时,不同制冷量下误差最大为1.6 K～6.1 K.同时,电压的计算结果表明计算模型中接触电阻是不可忽略的,通过所提取的电阻误差对电压的计算进行修正后,在TEC适用工作电流区间内,两组参数计算的电压相对误差分别小于4.80%和7.00%.本文方法计算的制冷温度误差约为极值法误差的1/5～1/2,约为厂家参数误差的1/10～1/4,准确度与有限元法利用热电材料参数实测值计算的结果近似,可有效的用于相同材料TEC的性能评估.     

水管冷却等效热传导方程中混凝土初温的研究

针对进行水管冷却的混凝土浇筑仓温度场仿真计算时,水管冷却等效热传导方程中的混凝土初温的计算存在不同的算法,采用水管冷却精细有限元法和水管冷却等效热传导法,对含冷却水管的混凝土棱柱体进行温度场对比分析,研究了水管冷却等效热传导法中混凝土初始温度的计算方法.分析认为水管冷却等效热传导方程中的混凝土初温应是含冷却水管的混凝土棱柱体在通水开始时刻的混凝土平均温度,该平均温度可由混凝土棱柱体单元高斯点温度与高斯点所占体积的乘积除于混凝土棱柱体单元体积获得.