挡板对某双层U型管流动特征的影响

针对双层U型管中有无挡板及其安放位置对流动特征的影响展开研究。热水入口流速0.5m/s,冷水入口流速1.0m/s,使用商用计算流体动力学软件ANSYS FLUENT进行流场数值模拟,得到了管道内流体速度、涡量、压力和温度的分布。设置挡板后,管道内湍动剧烈,涡强度增强,平均流速先增大后减小。设置挡板可以显著改善隔板出口处的压力分布情况,而随着挡板到隔板距离的增大,挡板处的压差逐渐增大。无挡板时,出口处流体间换热效果最好,设置挡板后,随着挡板到隔板距离的增大,换热效果变差。     

隔板式内循环流化床的流动特性研究

以石英砂和稻壳为实验床料,在隔板式内循环流化床气化炉冷态实验装置上对颗粒的内循环流动特性进行了研究,考察了高速区和低速区的流化速度、结构尺寸和侧风量等对颗粒内循环流动的影响.结果表明:在保持低速区流化速度一定的条件下,随着高速区风速增大,颗粒循环量先增大后减小;流化速度不变的条件下,颗粒循环量随孔口和侧风量的增大而增加,但增加趋势逐渐变缓.实验给出了合理的运行设计参数.通过实验数据回归,得到了石英砂和稻壳通过隔板式内循环流化床孔口的颗粒循环量关联式,计算结果与实验值误差分别小于6%和14%,能较好地预测孔口颗粒流动.     

U型管桩埋换热器稳态传热模拟研究

采用能量平衡的方法建立了土壤层内U型管桩埋换热器稳态传热模型，并以天津市一地源热泵实际工程为背景，模拟计算了管脚热影响因子、土壤导热系数等对U型管桩埋换热器的传热特性的影响。     

轴向裂纹对U型管强度的影响

针对在高温和管道压力作用下U型管的弯管处容易产生裂纹,这些裂纹对U型管上应力的分布产生严重影响,降低的了U型管的承载能力.本文采用ABAQUS软件对存在轴向裂纹的U型管进行分析,得到不同长度、深度及多个不同位置裂纹间相互作用对U型管强度的影响.分析结果表明,裂纹的长度与深度之比越小,裂纹对U型管强度的削弱效果越小,反之越大.     

U型管式全玻璃真空管集热器热效率及性能研究

在能量平衡分析的基础上，建立了U型管式全玻璃真空管太阳能集热器热效率方程，推导了集热器热损系数、效率因子等性能参数的计算公式，理论计算热效率与实验数据吻合良好。计算分析表明，真空管热损系数与吸热管和环境温差并非线性关系，将其关联式按环境温度分段整理将使计算结果更接近实际；涂层发射比对集热器的热效率影响较大，降低涂层发射比是提高集热器效率的有效途径；采取适当的措施降低吸热管与肋片间的接触热阻后，采用U型管连接方式不会时热利用系统集热器效率造成太大影响。     

竖直U型管地热换热器的准三维传热模型

在地热换热器原有研究工作的基础上，进一步考虑流体工质在钻孔深度方向上的温度分布，分析竖直埋管地热换热器钻孔内的传热过程，导出了竖直埋管地热换热器效能的解析式。由此，可以抛弃以往简化模型当中的不合理假设，为地热换热器的设计和模拟提供了更加精确合理的理论基础和计算方法。     

地热井内U型管换热器供热装置的理论分析

通过对等长对流增速Ｕ管井下换热器的分析，建立了理论模型，导出流动控制方程和增速管人口无混合流和有混合流时的环流控制方程，可确定环流器及有关温度参数。     

某型燃气轮机隔板蜂窝加工工艺改进研究

介绍了某型燃机隔板加工过程中,为提高生产效率,对原有工艺进行改进并进行实验验证的过程。通过采取调整工艺参数,增加工艺试验的方法,最终达到了提高生产效率的目的。     

某柴油机机体隔板结构强度评价分析研究

针对某型号柴油机改进后机体隔板的具体结构,应用电测试验、有限元计算分析手段进行了机体主隔板部位的应力测量和仿真计算.并且利用机械静强度理论和疲劳强度理论方法对两组应力数据进行了对比分析和隔板结构强度工程评价分析.发现该机体隔板局部位置存在疲劳隐患,不利于满足整机工作可靠性目标要求.结合具体原因,提出了机体隔板结构进一步优化的技术思路,为其结构可靠性提高提供了基础.     

U型管埋地换热器长期性能的实验研究与灰色预测

对实际运行的U型埋地换热器长期性能进行了实验研究。根据灰色理论,建立了换热量和传热系数等参数的GM(1,1)预测模型,预测结果与实际测试具有较好的吻合性。管埋地换热器在长期运行过程中,由于冬夏负荷之间的不平衡问题,夏季工况很可能会出现恶化现象,其工况可分为过渡区、稳定区和衰减区3个阶段。引入无量纲运行时间τ来表征平均传热系数的长期运行特性,即K=ατb,并初步确定了夏季工况的时间域:过渡区τ=0~25%,稳定区τ=25%~80%,衰减区τ=80%~100%。灰色预测能够为系统的稳定运行、性能评价以及进一步优化提供定量化参考依据。     

填充型U型管式真空集热管的热性能分析

通过理论分析方法对一种新型的填充型U型管式真空集热管的热性能进行研究,建立U型管内流体的能量平衡方程,分析U型管两支管内流体沿轴向的温度变化,对热损失系数和填充层导热系数等影响集热管热性能的关键参数进行分析。并以石墨作为填充材料,对石墨填充U型管式和铝翼U型管式真空集热管进行试验研究。结果表明:理论分析和试验研究的结果吻合较好,填充U型管式真空集热管具有良好的热性能,其集热效率可较现有铝翼型U型管式真空集热管提升12%。     

导热型地温梯度场内的U型管式井下换热器

建立了一个描述“Ｕ”型管式地热井下换热器在导热型地温梯度内热性能的数学模型。该模型考虑了地下岩层的温度分布及岩层与其下面对流层的对流换热对“Ｕ”型管式地热井下换热器热性能的影响，并对井下换热器流体进口参数的变化，岩层热物性及温度剖面变化对热输出的影响进行了计算。     

高速旋转的汽轮机隔板密封内流体流动的模拟

采用数值求解粘性Navier-Stokes方程,研究考虑轴旋转效应的汽轮机高低齿迷宫式隔板密封内流体流动特性及其影响因素.采用有限体积方法离散控制方程,紊流模型采用标准κ-ε两方程模型进行求解.数值模拟了三种齿间距下不同压比时的高低齿迷宫式隔板密封内部的流场特性,并且计算了相应的无量纲流量系数.计算结果揭示了隔板密封内由于环形腔室和高低齿的作用导致密封内流体的动能有效地耗散为热能,起到了密封的作用.研究结果表明：在相同的几何结构下,压比的增加导致密封泄漏量的减小;在相同的压比条件下,密封的泄漏量随着齿间距的减小而减小.图6参4     

U型管式真空管集热器的仿真及集热瞬态效率的计算

根据U型管太阳能集热器的内部结构的换热特点推导了U型管式太阳集热器的瞬时效率公式,建立了U型管太阳能集热器的能量平衡和等效肋片模型两种传热模型,通过数值计算在不同的环境温度、铝翼的平均温度和不同的太阳辐照强度下计算出U型管集热器的瞬态效率,并利用最小二乘法分别拟合出真空管的瞬态效率公式。与实测结果相比,两种方法均与试验数据基本吻合,其中能量平衡模型的归纳式误差更小一些。     

某汽轮机中的湿蒸汽流动研究

按照平衡凝结流动设计方法设计的低压汽轮机实际按照非平衡凝结流动规律运行,因此会带来额外的损失。为了评估两种凝结方式的差异,对某汽轮机低压缸内的平衡凝结和非平衡凝结流动进行了对比研究。结果表明：与平衡凝结流动相比,非平衡凝结流动中汽轮机低压缸各级透平焓降、反动度、湿度分布以及各叶栅表面压力分布、叶栅进口攻角、出口气流角、末级出口余速及低压缸内热力过程线均有明显差异。按照非平衡凝结流动规律设计低压汽轮机是进一步提高其效率的一个途径。     

换热表面结垢对U型管蒸汽发生器传热性能的影响分析

U型管蒸汽发生器的壳侧沉积了来自二回路系统中的腐蚀产物,结垢导致热量聚积在金属换热管上,容易造成垢下热点腐蚀,危害设备安全。为了明确结垢对蒸汽发生器传热性能的影响,本研究基于仿真平台APROS建立了U型管蒸汽发生器的分布式模型,并根据已公开论文中的数据进行了模型准确性验证;推导了污垢热阻与表面换热系数之间的关系式,分析了不同结垢厚度、位置对U型管蒸汽发生器换热区域的传热管壁面温度、流体温度、传热系数、热流密度等的影响程度。研究结果表明：随着结垢程度的加剧,蒸汽发生器的换热效率不断降低,出口蒸汽品质不断下降;结垢对沸腾段换热效率的影响比对过冷段换热效率的影响更大。     

垂直布置倒U型管内汽液两相流稳态特性及脉动特性研究

本试验以Ｆｒｅｏｎ－１１３为工质,从试验和理论两方面研究了垂直布置倒Ｕ型管内汽液两相流的稳态,脉动曲线。试验范围如下：出口压力ｐｅ＝０．２￣０．４ＭＰａ,系统加热功率Ｑ＝６．４￣１０．４ｋＷ,质量流速ｍ＝３￣２４ｋｇ／ｍｉｎ,理论研究采用一维均相模型,用差分法求解守恒方程组,得到稳态的流量－差压特性曲线,同时还采用数值计算方法模拟了压力降型脉动曲线。     

某压气机盘腔的流动换热数值仿真研究

为了获取进出口压力对压气机盘腔温度分布的影响规律,采用数值模拟的方法对一种真实的涡扇发动机压气机旋转盘腔进行了流动换热研究。结果表明,应用二维数值模拟能够较为准确的捕捉轴向通流盘腔的流动特征,数值方法及简化模型的可信度较高;随着盘腔进口压力的提高,盘腔进口至出口的温升增加,但温升对流量的变化相对不敏感。