微重力环境低温流体无排气加注过程数值研究

针对加注系统受注贮箱,采用CFD方法就液氮贮箱无排气加注过程开展数值仿真,对比了不同重力水平下的无排气加注性能,分析了加注口结构、壁面初始温度、加注流体温度和加注流量等因素对微重力无排气加注性能的影响规律。所构建的二维轴对称模型将流体区与固壁区一起作为求解区域并划分网格,并通过植入用户自定义程序(UDF)计算加注口液体闪蒸过程及气液之间的热质交换。经过实验数据验证,该模型能够合理展示箱内温度场分布和相分布情况,并获得贮箱压力等参数变化信息。数值计算结果表明:(1)加注条件相同时,微重力工况较常重力工况体现出更好的无排气加注性能。(2)微重力条件下,无排气加注性能几乎不受加注口结构的影响,壁面初始温度和加注流体温度越高,贮箱压力越高,加注流量仅对加注时间有显著影响。     

低温流体在竖直通道中降膜蒸发研究进展

降膜蒸发作为一种高效传热传质技术,已经在空分领域得到了应用。本文介绍了空分膜式主冷凝蒸发器的原理和特点,从波状特性和破断特性方面阐述了下降液膜的动态特性,总结了入口流量、壁面结构、工质组分和热流密度因素对传热传质的影响,重点介绍了低温液氮在大空间平板上降膜过程的临界热流密度规律和过热壁面再湿润动态特性,并对现有竖直通道内降膜蒸发过程换热关联式进行了归纳。由于低温工质物性和通道结构的特殊性,已有的常温工质换热关联式应用于空分膜式主冷凝蒸发器的传热设计还存在较大差距。最后指出小传热温差条件下,复杂狭窄通道内低温流体降膜蒸发过程需要进一步研究。     

冷冻靶降温过程的数值分析

利用CFD软件的传热和Boussinesq模型分析了系统的传热规律,研究了不同降温方式影响靶丸冷冻过程中的温度分布,得到了慢速降温中降温速率对温度分布的影响,并研究了阶梯降温技术对靶丸温度场的影响。结果发现:阶梯降温中,靶丸外表面最大温差的最大振幅值由降温段的降温速率和时间决定;当降温耗时与稳定段耗时之比大于2.3可使得靶丸外表面最大温差获得最小振幅值。     

影响风冷式热泵蒸发器结霜性能因素的研究

研究了在热泵工况下变化参数对风冷热泵蒸发器霜形成率的影响，获得了入口空气相对湿度、温度、流速以及翅片间距等参数对蒸发器结霜量和空气侧压降的变化规律。计算结果和实验测试的结果吻合较好，研究结论对翅片管式蒸发器设计具有重要意义。     

基于Pro/E实现活塞压缩机的运动仿真

在传统的二维设计模式下，零件不是以实体模型进行设计的，因此无法在计算机中对机器进行虚拟装配和运动仿真。针对活塞压缩机设计中的曲柄连杆机构运动干涉检查问题。提出利用ProZE的机构分析模块Pro/MECHANISM实现其运动仿真，并介绍了具体的操作方法。显示出利用Pro／E软件进行压缩机设计的优势。     

错排孔板封头对板翅式换热器流动与换热的影响

在对板翅式换热器内部物流分配研究的基础上,研究了错排孔板型结构封头对板翅式换热器出口流动与换热的影响。通过实验与工业用基本型封头对比,结果表明错排孔板型封头能够明显地改善换热器出口截面流量和温度分布的不均匀性。在Re=2 000时换热器的出口流量分布不均匀度大幅度地下降;而在Re数较大情况下,能更加显著地改善温度分布的不均匀性。     

基于MUSIG模型的竖直圆管内液氮过冷沸腾数值模拟研究(英文)

Multiple size group （MUSIG） model combined with a threedimensional twofluid model were em ployed to predict subcooled boiling flow of liquid nitrogen in a vertical upward tube. Based on the mechanism of boiling heat transfer, some important bubble model parameters were amended to be applicable to the modeling of liquid nitrogen. The distribution of different discrete bubble classes was demonstrated numerically and the distribu tion patterns of void fraction in the wallheated tube were analyzed. It was found that the average void fraction in creases nonlinearly along the axial direction with wall heat flux and it decreases with inlet mass flow rate and sub cooled temperature. The local void fraction exhibited a Ushape distribution in the radial direction. The partition of the wall heat flux along the tube was obtained. The results showed that heat flux consumed on evaporation is the leading part of surface heat transfer at the rear region of subcooled boiling. The turning point in the pressure drop curve reflects the instability of bubbly flow. Good agreement was achieved on the local heat transfer coefficient aalnst experimental measurements, which demonstrated the accuracy of the numerical model.     

导流片的导流角度对其性能的影响

引起板翅式换热器内部物流分配不均匀的因素是多方面的 ,针对不同导流角度对导流片性能的影响进行了研究 .发现板翅式换热器内部存在着物流分配的不均匀 ,其中横向物流分配的不均匀性大于纵向物流分配的不均匀性 ;影响导流片性能的主要因素包括导流片的导流角度、Reynolds数等 ;当导流角为 45°时 ,其导流性能达到最佳 ,而总管流动阻力没有大的变化 .研究结论对板翅式换热器的优化设计具有重要意义     

冷冻靶降温过程温度场分布及冰层生存时间研究

为在冷冻靶上成功实现惯性约束核聚变点火,需在打靶前将冷冻靶丸内冰层温度降低1.5 K。针对冷冻靶快速降温过程温度场发生突变导致冰层质量恶化的问题,数值研究了快速降温过程中冷冻靶温度场的瞬态特性,并提出了优化降温方案。数值模拟基于Boussinesq假设,通过UDF编程,获得了降温速率的影响规律,并分析比较了不同延迟时间下延迟降温的数值结果。结果表明：降温开始时,最大温差急剧增大但最终趋于稳定;减小降温速率,可有效改善靶丸表面温度的均匀性,延长冰层的生存时间,使降温结束时冰层质量满足要求;具有特定延迟时间的延迟降温能改善靶丸外表面温度的均匀性从而增加冰层的生存时间,且存在最佳延迟时间使冰层的生存时间最长。