PEMFC直条流场水分布可视化研究

采用大面积(120cm2)透明质子交换膜燃料电池(PEMFC),研究了阴极直条流场内液态水的传递行为,通过测量不同位置流道进、出口压降,分析了流场内不均匀水分布。本方法可实时、在线、直接观察流道内液滴出现、积累及排出过程,得到实际工况下的实时液态水分布,将非常有助于流场设计和电池操作条件优化。结果表明,液态排水是一间歇过程,只有当液滴达到临界体积才会随反应气体排出。稳定运行状态下,液态水在流场内呈不均匀分布,主要集中于流场中下部区域,其他区域几乎没有液态水。     

基于CFD模型的节流式气液交换器进气口优化设计

节流式气液交换器已在卷烟厂除尘与排潮尾气处理领域得到了广泛的应用,具有成本低、除尘及异味处理效果好、操作简便等优点,显著降低了卷烟厂除尘与排潮系统的能耗及投资成本。本文利用CFD的方法,采用Fluent模拟软件,对节流式气液交换器不同的进风口位置进行流场模拟,结果显示,在机型与进风量相同的时,与进风口设置在上部相比,进风口设置在下部可使能量的有效利用率提升8%。因此,通过设置下部进风口,可以实现节流式气液交换器的有效节能。     

扇形阀口连续波旋转阀参数化优化设计方法

旋转阀的常规设计方法需要建立多种模型,影响旋转阀设计研发效率.为此,提出了一种扇形阀口连续波旋转阀参数化优化设计方法,通过特征设计参数尺寸的设定,实现旋转阀模型的参数化,将参数化设定的旋转阀性能关键结构参数和网格尺寸参数进行标注及定义,再经CFX分析计算,实现建模分析一体化.分析结果表明:转子旋转对流道产生节流效果且流...     

连铸板坯结晶器流场的数值模拟

板坯结晶器液面流速对保护渣熔化、坯壳均匀性都有着较为重要的影响.使用瞬态数模模拟的方法对板坯结晶器内钢液流动进行研究,通过对比结晶器液面平均流速,评价了不同参数对结晶器流场的影响.结果 表明,水口倾角由20°将至10°时,表面流速平均值由0.192 m/s增加至0.211 m/s,表面流速提高,有利于保护渣的熔化和流场...     

基于CFD数值模拟的井下环境人工环境室流场分析

为研究煤矿井下环境模拟实验室流场的分布规律,建立了环境室数学模型,采用CFD软件对其进行模拟计算.计算显示,模拟风道达到最大设计风速为4 m/s时,仿真实验室内风速＞8 m/s的范围仅在局部区域.而且,环境室内实验设备的不同布置,可以起到一定的导流效果,能减少涡旋产生的影响,缩小风速比较大的区域范围,使得实验室内流场分...     

400 kA保温型铝电解槽物理场研究

某公司以400 kA电解槽为研究主体,引进了丹麦高性能内衬保温材料开发出新型电解槽内衬保温技术,解决电解槽电场、流场稳定性差、波动大等工程技术问题,丹麦高性能内衬保温材料电解槽实现阳极电流分布值1.43 mV、阴极电流分布值为8.345 kA,与国产保温材料电解槽相比均降低;原铝液交流电耗降低163.84kWh/t· ...     

花瓣燃烧器流场特性分析与研究

采用三维贴体坐标结构化网格,对复杂曲面形状的新型旋流燃烧器(花瓣燃烧器)进行了三维的流场数值实验.模拟了旋流的衰减过程,分析了花瓣燃烧器的流场特点;首次给出了旋流燃烧器回流区的立体形状图,直观地反映了回流区的特性;分析了普通旋流燃烧器和花瓣燃烧器的流场参数,并对掺混系数进行了对比;通过花瓣燃烧器流场特性的研究得出,花瓣燃烧器的回流区是由径向回流区和中心回流区融合构成,端部呈花瓣状,所形成的特殊流场能够使煤粉颗粒从燃烧器喷入炉内后,不是首先向外扩散,而是迅速地进入回流区,与高温烟气迅速混合,形成稳定热源,为煤粉着火燃烧提供了前提条件,具有良好的稳燃性能.     

微结构特征对微结构零件注射成型流场均匀性的影响

在Navier-Stokes方程基础上,配合适当边界条件,借助计算流体力学软件CFD-ACE实现了单侧分布矩形微结构、梯形微结构和双侧分布矩形微结构零件模型的流场仿真,得到了三种零件的速度场和剪切速率场.结果表明,单侧矩形微结构零件各微结构截面的速度和剪切速率都有较大差异;单侧梯形微结构零件各微结构截面的剪切速率分布一致,速度分布不一致;双侧矩形微结构零件三个微结构截面的速度和剪切速率都一致.单侧分布梯形微结构零件流场均匀性好于单侧分布矩形微结构零件流场均匀性,双侧分布的微结构零件流场均匀性好于单侧布置的微结构零件流场均匀性.     

六流中间包钢液流动及传热过程的耦合数值模拟

针对某厂六流特殊非对称型中间包温降严重的特点,采用耦合数值求解方法,计算并优化了中间包内的流场与温度场.结果表明:这种特殊中间包在未设控流装置时,入口与近端出口短路流严重,近端出口与远端出口的温差最大为8℃;优化后的中间包结构消除了短路流,均匀了各流钢液温度,最大温差降低到3.3℃,优化后的中间包能更好地满足生产的需求.     

径向壁面紊流射流理论与数值分析

建立了圆形喷嘴径向壁面紊流射流理论模型,对不同直径圆形喷嘴外流场进行了数值模拟研究,分析了外流场速度、压力和壁面切应力随喷嘴直径和射流靶距变化的规律。分析结果表明,冲击径向壁面射流速度场存在一定的相似性;壁面速度与壁面切应力有内在的正向对应关系;要增加对壁面的直接冲击压力,选择合适的靶距比提高流量(加大喷嘴)有效;在其他条件不变的情况下,射流靶距是影响径向壁面切应力的主要因素;要使壁面达到最佳清洗效果,靶距取5D~10D为宜。