大颗粒气固流化床腾涌现象的数值模拟与实验研究

应用计算流体动力学(CFD)软件Fluent 6.3,采用双流体气固两相流模型,对大颗粒的腾涌流态化现象进行了实验研究和数值模拟。在内径0.03m和高0.3m的流化床内,系统考察了腾涌现象中流化状态转变、床层最大膨胀比以及压力脉动特性。通过与实验结果进行对比发现,模拟结果较准确地预测了大颗粒的腾涌流态化现象的特性。     

入口形状对旋风分离器性能的影响

为了研究入口形状对旋风分离器性能的影响,采用计算流体力学(CFD)软件对旋风分离器的压力场和颗粒的分离情况进行考察。研究结果表明:入口形状会显著影响旋风分离器的压降,在圆形、矩形、三角形和等腰梯形几种不同的入口形式中,长宽比为2的矩形入口压降最大,长宽比为1.5的矩形入口的压降最低;对于矩形入口,随着长宽比的增大,压降是先降低再升高;入口形状对粒径大于2.5μm粒子的分级效率影响不大,当粒径小于2.5μm时,圆形入口的分离效率最差,梯形入口的分离效率最好;梯形入口会改善旋风分离器顶部流场和灰斗附近流场,使颗粒运行平稳,分离效率较高。     

发动机气道CFD分析流程自动化研究

在成熟的发动机气道CFD分析流程的基础上,基于CFD分析软件Star-ccm+和Java编程语言,提出并探索了发动机气道CFD分析流程自动化的解决方案,并开发出了简单的气道CFD自动化分析平台,可在一定程度上提高气道CFD分析的效率.该方案对其他CFD分析问题的流程自动化也具有借鉴意义.     

反应性化学品泄漏扩散的三维数值模拟

多晶硅副产物四氯化硅泄漏后形成重气云,易与水蒸气发生反应,生成四氯化硅、氯化氢和硅酸的混合有毒气云,威胁人类安全,导致严重的生态和环境危害。针对四氯化硅泄漏后形成的重气云的三维大气扩散与反应迁移过程建立了传递转化模型并采用计算流体力学(CFD)进行模拟研究,化学反应模型采用漩涡破碎模型(Eddy-Break-UpModel)。模拟研究了四氯化硅气体与水蒸气反应过程中四氯化硅、氯化氢、硅酸等有毒物质的空间分布与迁移转化情形。四氯化硅受重力作用下沉并向周围扩展,迎风面处的四氯化硅下沉触碰到地面后向上风侧移动,但主体向下风向迁移;生成的毒害性氯化氢覆盖范围较四氯化硅广泛;反应物和生成物在近地面的浓度较大,威胁环境安全;水解反应消耗水分导致脱水效应和反应放热升温,会对该区域生态造成严重危害。研究结果为反应性化学品事故处理提供了依据。     

管壳式换热器数值模拟的流动模型比较

基于计算流体动力学（CFD）技术,分别用LVEL模型、标准k-ε模型对管壳式换热器进行数值模拟,并把内管入口和出口的流动方向速度进行对比,依此判断计算的准确性,来寻找适合于管壳式换热器数值模拟的合理模型.经过计算可以判断：LVEL模型和标准k-ε模型计算出的流场基本一致.LVEL模型已足够准确、耗时也较小,对于管壳式换热器的数值模拟是适用的,是做换热器模拟时一种较好的选择.     

折流板开孔改进管壳式换热器性能的CFD分析

利用计算流体动力学（CFD）技术对管壳式换热器弓形折流板附近流场进行了数值模拟，发现在弓形折流板背面，有部分区域的流速较低，一定程度上存在着流动死区．采用在弓形折流板上开孔的方法后，CFD计算结果显示其传热效率提高了5．4％，壳侧压降减小了7．3％．     

灯泡混流式水轮机的全流场解析

用Fluent软件对新型的灯泡混流式水轮机进行三维造型设计和流场解析，揭示各个过流部件的流动情况，检验导叶设计理论的合理性。根据流场分析结果，对固定导叶的设计提出新的设计方法。     

密闭恒温小室内流场均匀性的研究

对较小空间的密闭小室在孔板送风方式下的气流分布情况进行了实验研究,通过理论分析和实验研究提出了孔板送风方式下二次静压的方法。用Fluent公司推出的专业软件Airpak2.1对密闭小室内的流速分布情况进行了模拟,得出了在孔板送风方式下对送风进行二次静压可以使密闭小室内的气流分布更加均匀的结论。     

Dynamics of electrically charged transient evaporating sprays

The evolution of an evaporating spray plume typical of those under consideration for use in direct injection spark ignition (DISI) engines, for early and late fuel injection strategies is investigated. Here the effect of electric charge, present on individual drops, upon the spray dispersal and evaporation rate is investigated with the aim of optimizing these parameters with respect to typical engine timescales and injection strategy. The predictions suggest that applying electric charge to drops in sprays injected early into the intake stroke does not have a beneficial effect. The spray evaporation rate is not significantly enhanced, and the long time interval between fuel injection and ignition actually promotes spray wall deposition. Conversely, applying electric charge to sprays injected late encourages secondary atomization and the increase in surface area greatly improves the evaporation rate. This is also true at higher engine speeds, corresponding to a much reduced time between fuel injection and ignition. Therefore it is suggested that the selective use of electric charge is viable way of tuning the spray character without effecting fuel metering when moving from an early to a late injection strategy in DISI engines when variable loads are required. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

立式行星磨磨腔内流场的三维数值模拟

针对立式行星磨磨腔内流场的特点,运用计算流体力学方法对磨腔内流场进行三维分析。根据模拟结果,首次提出磨腔内流场结构特点,得到流场的速度场和压力场,为进一步分析被磨物料在磨腔内的运动和磨辊密封结构的设计提供理论基础。