过冷核态池沸腾汽泡扫荡中表面张力作用分析

针对目前微加热表面汽泡动学研究结果存在分歧现象,对超纯水过冷核态池沸腾过程中微尺度铂金加热丝表面的射流和汽泡扫荡现象进行了数值模拟.结果表明:汽泡的合并和脱离现象可在等温条件下发生,即不考虑表面张力分布不均或热毛细力作用的影响;射流的诱因是热毛细力效应,这与以往的分析结果一致;汽泡扫荡是泡底液层不对称温度场和表面张力分布不均引起的横向热毛细作用的共同结果,模拟结果与相关实验观测吻合.     

蒸汽在扁平管内逆流流动凝结实验与理论分析

针对火电机组直接空冷凝汽器扁平管内蒸汽凝结换热过程,设计并搭建了水冷扁平管内可视化流动凝结实验台,开展管内凝结换热研究。建立涵盖壁面薄液膜和圆弧段液池的流动凝结分析模型,得到凝结液膜发展相关方程。特别对于壁面液膜双曲型发展方程,考虑其对流特征和物理守恒特性,提出共轭梯度法-牛顿法-模拟退火相结合的稳态求解算法,避免传统非稳态方法的复杂性。可视化实验结果表明,管内汽液两相分层流动,扁平管圆弧底部形成了液池。对应的理论分析结果更加细致地表明,管内凝结换热为分层流型,液池液膜厚度为1 mm量级,壁面液膜相比液池液膜薄很多,因而具有较高的凝结传热系数。分析结果为判断冬季低温环境运行时管内冻结起始位置提供了依据。     

采用不等径结构自激振荡流热管实现强化传热

针对不等径结构回路型自激振荡流热管,利用电加热板作为热源,通过改变加热板的输入功率以及加热板的位置,对其壁温和热传输特性进行了实验研究,并与等径结构回路型自激振荡流热管在相同的工质及充液率,相同的热管长度及倾角,以及相同的电加热热板位置等条件下的传热特性进行了对比分析.结果表明:不等径结构自激振荡流热管在中、低负荷情况下,可以起到明显的强化传热作用;而当不等径位置在热管的最下面、热源位置在变径区域的下部时强化传热效果最佳.     

固体氧化物燃料电池阳极侧的热质传递

针对具有多孔支撑结构的集成板式固体氧化物燃料电池,考虑燃料输配通道和多孔层内不同传质机理,描述阳极侧反应气的扩散过程以及温度和多组分反应气的速度分布。通过源项的处理反映出电池的电化学反应对热量和质量传递的影响,并考虑了温度和组分浓度对电极表面电流密度的影响及其相互耦合作用。通过数值方法对模型进行了求解,获得了三维的温度和组份浓度、速度分布,并得到了沿流程方向电极表面电流密度的变化规律。     

超导磁体系统产生的磁场作用下的微重力环境

超导磁体系统产生的磁场力可抑制晶体生长过程中的自然对流,从而提高晶体结晶质量。通过理论分析,得到了实现微重力环境所要求的磁场强度分布。针对特定结构的超导磁体系统,数值模拟得到了不同晶体结晶过程中自然对流完全抑止所需要的线圈电流密度,以及工作空间内的磁场强度和磁加速度。以圆筒内水的自然对流为例,分别得到了重力作用下的流场和温度场,以及超导磁体系统微重力区内的流场和温度场。结果表明:通过特定的超导磁体结构和不同电流密度,可实现不同晶体结晶过程的微重力环境,达到抑止自然对流的目的。     

主辅机合建式间接空冷系统流动传热特性研究

主辅机合建式间接空冷系统近年引起了业内关注,目前国内外学者对其流动换热性能开展研究较少。为探究不同构型条件下主辅机合建式间接空冷系统的输运特性,本文建立了6种主辅机散热器双层布置和单层布置的合建式间接空冷系统物理模型,并借助商业软件FLUENT模拟对比分析了不同构型的输运性能。研究结果表明：系统构型对辅机冷却系统的输运性能影响远高于主机冷却系统,且相对于换热性能,流动性能更易受到影响;无风情况下,双层布置主辅机冷却系统的输运性能均优于单层布置,且构型A的辅机冷却性能最佳;在环境风影响下,构型C的辅机冷却性能远高于其他构型。该研究可为主辅机合建式间接空冷系统工业设计及应用提供理论指导。     

我国火力发电用水情况预测及节水技术发展分析

在对我国火力发电用水现状进行调查的基础上,主要预测分析了未来的用水方案。在对我国经济发展和电力需求进行预测的基础上,提出了5种可行的火力发电发展方案,并针对每种方案的用水情况进行了分析研究。结果表明,如果没有较大调整,未来20年火力发电的用水量增加率不会很大(增加约15%~20%),但耗水量增长巨大,将在2008年基础上至少增加2.6倍。在这一预测中,考虑了较多因素,如可再生能源发电和核能发电得到了充分发展,直流冷却火力发电形式逐渐被取缔,空冷技术以及大容量高参数机组得以大量建设。为了解决火力发电用水问题,未来应加快节水技术的开发和应用,文中同时对一些潜在的节水技术进行了分析和展望。     

直接空冷风机集群运行特性试验研究

构建了与300 MW空冷机组空冷岛物理相似的风机组试验系统,分别在转速为600、800 r/min下测量风机组中间列各台风机的入口壁面静压和总压,得出每台风机的风流量及其集群因子,并与单台风机运行时的参数进行对比.结果表明:风机集群运行时,集群效应与风机转速有关,转速越大其受临近区域其它风机的影响越显著;风机组中不同位置的风机集群因子的变化呈现一定的规律,处于中心区域的风机集群因子较大,说明其受集群效应的影响较小,处于边缘区域的风机受到进口空气流场变形的作用,集群因子较小;随着风机集群运行规模增加,集群效应对风机性能的影响会更加明显.     

直接空冷风机进口空气流动特性

直接空冷风机数十台集群运行,掌握其运行特性,对空冷系统的设计、运行具有指导意义.在空冷风机集群效应中,风机进口空气流动特性又是影响集群运行的关键因素之一.文中从数值模拟和模型实验2个角度探讨了空冷风机(群)进口流动特性.研究结果表明,单台风机运行时,由于进气角度过大.最外侧出现速度较小区.当有风机抢风时,这一情况改善,但最外侧的风机进气条件不好,这是产生风机群集群效应时最外侧风机流量偏小的原因之一.文中提出位置系数的概念,并用位置系数分析了6台风机同时运行时的进口空气流动特性,为进一步揭示风机群的运行规律提供参考.     

空冷凝汽器波形翅片扁平管管束外空气流动传热特性

研究火电站空冷凝汽器广泛采用的波形翅片扁平管管束外空气流动传热特性,对于火电站空冷岛的设计与运行都具有重要意义。该文通过CFD模拟,得到不同空冷凝汽器迎面风速条件下冷却空气的流场和温度场,通过计算获得了空冷凝汽器冷却空气平均对流换热系数和摩擦系数随翅片间距和翅片高度的变化规律。结果表明：随空冷凝汽器迎面风速增加,空气对流换热增强,摩擦系数降低。对每个迎面风速而言,都存在一个最佳翅片间距,对流换热最强。翅片高度增加,对流换热系数和摩擦系数减小。对空冷凝汽器波形翅片管束空气流动传热性能综合评价指标的分析表明,最佳翅片间距和高度需要通过综合技术经济比较确定。