水平管内R245fa/R141b沸腾换热特性的实验研究

针对新型混合工质R245fa/R141b,开展水平光滑管(外径10 mm)内工质沸腾换热特性的实验研究,对比纯工质与混合工质的换热性能及4种常用关联式的预测精度。结果表明：纯工质与混合工质的沸腾传热系数均随质量流速和热通量的增加而增大,随饱和压力的增加而减小;随干度的增加,沸腾传热系数均先增大后减小,即存在“过渡干度”,且混合工质的过渡干度大于纯工质;干度小于0.55时,混合工质传热系数小于纯工质;干度大于0.55后,混合工质的传热系数更高;随R245fa质量分数的增加,混合工质的沸腾传热系数增大。在所选关联式中,Gungor-Winterton关联式能准确地预测工质在光滑管内的沸腾换热特性,平均相对误差为16.67%。     

Numerical simulation on electrolyte flow field in 156 kA drained aluminum reduction cells

Based on the commercial CFD software CFX-4.3, two-phase flow of electrolyte in 156 kA drained aluminum reduction cells with a new structure was numerically simulated by multi-fluid model and k-ε turbulence model. The results show that the electrolyte flow in the drained cells is more even than in the conventional cells. Corresponding to center point feeding, the electrolyte flow in the drained cells is more advantageous to the release of anode gas, the dissolution and diffusion of alumina, and the gradient reduction of the electrolyte density and temperature. The average velocity of the electrolyte is 8.3 cm/s, and the maximum velocity is 59.5 cm/s. The average and maximum velocities of the gas are 23.2 cm/s and 61.1 cm/s, respectively. The cathode drained slope and anode cathode distance have certain effects on the electrolyte flow.     

Effect of electromagnetic force and anode gas on electrolyte flow in aluminum electrolysis cell

1 INTRODUCTIONThe movement of electrolyte has a veryi mpor-tant influence on the process of aluminumelectrol-ysis[1]. On one hand,the movement of electrolytecan help anode gas release ,accelerate the dissolu-tion and diffusion of alumina and eli minate temper-ature gradient of electrolyte ,and enhances the heattransfer between electrolyte and the freeze . Ontheother hand,the movement of electrolyte can makealuminumfluid fluctuate , causing aluminum cellsto unstably operate and re-oxidation…     

煤粉锅炉低NOx燃烧器的研究及应用

对煤粉锅炉中常用的低NOX直流型燃烧器和旋流型燃烧器的结构、降低NOX排放的原理以及应用情况进行了介绍。通过对两种燃烧器的综合分析和比较,提出了低NOX燃烧器进一步研究的方向,以促进我国燃烧技术的进步和发展。     

铝电解槽内电解质运动的数值模拟

通过适当的简化,建立了铝电解槽内电解质运动的物理模型和数学模型,以商业CFD软件为平台,分别对电磁力作用、阳极气体作用以及电磁力和阳极气体共同作用3种情况下的电解质运动进行了数值模拟. 研究结果表明,电磁力作用时,电解质以水平运动为主,半槽的电解质流场基本上呈现一个大涡的结构;阳极气体作用时,电解质运动主要是以每个阳极周围的小循环为主;电磁力和阳极气体共同作用时,电解质流场与阳极气体作用时几乎完全相同,这说明阳极气体对电解质流场起主要作用.     

铝电解槽燃气预热过程中阴极热应力场的数值模拟

本文采用有限元分析软件ANSYS建立了160kA铝电解槽半槽热应力场模型,并对铝电解槽燃气预热过程中的温度、位移与热应力分布进行了数值模拟研究.研究结果表明:燃气预热法能满足铝电解槽焙烧启动的工艺要求:阴极炭块两侧的位移呈对称分布,X方向、Y方向和Z方向上位移较大的区域分别位于炭块边部、中部及DE端炭块 附近.三个方向中,Y方向的位移最大,最大值为10.83mm;热应力集中的区域位于中央炭块下的阴极炭块与钢棒接触处,最大热应力为91.2MPa;数值模拟结果为铝电解槽的合理设计提供了理论依据.     

多晶硅氢化炉多场耦合的数值模拟

利用计算流体力学软件,考虑包括质量传递、动量传递、热量传递模型,对18对棒西门子多晶硅氢化炉进行数值模拟,得到了多晶硅氢化炉内的流场、温度场,分别从轴向和径向对流动情况以及温度分布进行了分析。通过与实际生产情况进行比较,表明流场、温度场数值模拟的可靠性和准确性。     

低品位热能驱动有机朗肯循环的变工况特性

构建有机朗肯循环变工况分析模型,研究热源条件对系统变工况性能的影响规律。结果表明:随着热源温度升高,系统的最佳蒸发压力线性增大,而涡旋膨胀机的等熵效率逐渐减小。相比额定工况,热源温度变化-30.0K与30.0K时,净输出功率变化了-32.4%与18.4%,热效率降低了4.0%与11.4%,热回收效率变化幅度分别为-9.8%及8.9%;当热源温度从423增大至483K时,系统不可逆损失的变化率为-37.1%与45.5%,火用效率的变化率为6.7%与-17.5%。相比热源流量,热源温度对系统变工况性能的影响更大。     

铝液保温炉内气体搅拌过程的数值模拟

气体搅拌过程对倾动式铝液保温静置炉内铝液温度场与浓度场的均匀化有重要作用。针对某厂50t铝液保温炉,采用FLUENT软件对其中的气体搅拌过程进行了建模和数值模拟。结果表明,在所选取的计算基准工况下,气体搅拌30min后,围绕上升气泡的运动,铝液层呈现为垂直方向和水平方向的复杂漩涡运动,最大流速0.813m/s;铝液层内主体温差3℃,上表面最大温差10℃,远低于不考虑气体搅拌作用的计算结果,达到了工艺所需的温度控制范围。     

有机工质向心透平变工况特性的数值模拟与极差分析

以R245fa为工质设计向心透平,采用CFD方法对向心透平性能进行全流域三维模拟研究,考察了入口温度、转子转速和膨胀比(进出口压力比)对向心透平工况特性的影响,对主要影响因素进行极差分析。结果表明,向心透平工作转速为设计转速的80%~100%时,输出功率和等熵效率波动较小,工作转速高于设计值时透平性能迅速下降。随入口温度升高,透平输出功率与等熵效率增大;随膨胀比增大,透平输出功率线性增加。透平存在最佳膨胀比使等熵效率最大,且实际运行压比大于最佳膨胀比时,透平等熵效率变化较小。出口压力对向心透平输出功率影响最大,温度的影响最小;转子转速对等熵效率影响最大,入口压力的影响最小。