中国实验快堆全堆芯流量分配计算与试验

针对中国实验快堆(CEFR)堆芯和一回路的设计特点,开发水力特性计算程序DAEMON,完成不同工况下的全堆芯流量分配计算,给出流量分配不均匀性等参数。在反应堆调试阶段,进行全堆芯流量分配试验。结果表明,程序计算值与试验值符合较好。在此基础上,验证了CEFR堆芯的流体力学设计,并为反应堆调试和运行提供了基础数据。     

摇摆条件下热工水力程序的研制与验证

在RELAP5/MOD3.3程序的基础上,通过添加计算摇摆因素的模块和引入新的流动传热模型以对原程序进行修正,从而建立了摇摆条件下的热工水力分析程序。利用实验结果对理论模型和程序计算结果进行了校核和验证。结果表明：本文采用的流动传热模型可准确计算出摇摆条件下的摩擦阻力系数和传热系数,建立的热工水力分析程序也可对摇摆条件下的热工水力系统进行模拟。     

实验设计方法在气井完井管柱选择中的应用

当深层高温高压气井采用酸压措施生产一体化管柱完井投产时,既要防止管径太小酸化压裂时摩阻太大导致井口施工压力太大,影响井口的安全性,也要防止管径太大井筒携液能力差,使气井过早停喷,因此需要选择合理的完井管柱或完井管柱组合。通过利用实验设计软件对影响气井井口施工压力的4个主要参数进行优化设计,在优化设计的基础上对设计出的14种参数组合进行了井口施工压力计算,并进一步回归出了井口施工压力计算方程,经与实际计算的结果对比,模型的平均相对误差为0.24%,同时还利用优化设计得到了不同井深不同管柱组合下的井口施工压力曲线图版,可以从图版上很直观地选择管柱。运用该方法可以计算不同参数组合下的井口施工压力并进行敏感性分析,也可以对新井进行管柱优化设计。     

斜井提升的选择与计算

作为煤矿运输中的重要提升方式,斜井提升广泛应用于我国中小型矿井中。根据实例对斜井提升进行选型、计算,并对矿井提升能力验算,通过科学计算确定井架高度、钢丝绳、天轮、电动机、矿车台数负载量来满足整个矿井的提升需求。     

高含水原油流动沉积实验装置研制

设计并搭建高含水原油实验装置,装置主要包括试验管路、油水分离系统、数据采集系统和电路控制系统。设计出有机玻璃管水浴实验段,以便观测流动形貌和初始沉积过程,基于射流喷射混合器原理完成油水混合装置的设计,使管内流动状态与现场实际相符合。为保证在实验过程中游离水和原油的有效分离,以游离水分离器为基础,设计出适用于高含水原油分离的油水分离器。同时设计出配套数据采集系统和电路控制系统,有效解决了实验数据采集和参数调控的问题。经过实验验证,该实验装置能够较好地适应高含水原油流动沉积研究。     

烟气轮机动叶流道内颗粒运动的流动显示实验

烟气轮机是催化裂化装置能量回收系统中的关键设备,但内部烟气介质含有催化剂颗粒,易在内壁面沉积、结垢且对叶片造成冲蚀、磨损,影响机组正常运行。为研究烟气轮机内部复杂的两相运动规律,以实际烟气轮机为基准设计了模型烟气轮机,利用高速摄像机拍摄模型烟气轮机动叶流道内的颗粒运动形态,捕捉颗粒与壁面的作用过程。结果表明,动叶前缘是颗粒碰撞的高频区,且颗粒碰撞后速度方向变化量较大。颗粒与动叶压力面发生多次碰撞的位置集中在压力面后缘,小粒径颗粒较易紧贴动叶压力面运动。实验结果为进一步探索催化剂颗粒在烟气轮机内部的沉积结垢机理提供了重要依据。     

水力旋流器新型出口挡板结构对分离性能的影响

针对小直径水力旋流器,设计了不同内置挡板式的溢流管和底流管,实验研究了新型出口挡板结构对水力旋流器分离性能的影响。研究结果表明：内置挡板溢流管适用于处理量较大的工况,与传统溢流管相比,分离效率略有降低,但在高流量下其压降的降低幅度可达11.11%,挡板宜采用相对较窄、较短、三块120°间隔设计方式;底流管内置挡板采用十字交叉结构可稳定内旋流,使分离效率最大可提高5.96%;新型内置挡板的溢流口与底流口相耦合,可同时实现提高分离效率和降低压降的目标。此外,在相同情况下,发现溢流管内置挡板可消除水力旋流器内部的“空气柱”,据此推断“空气柱”并非由内部空气形成,而是其内部负压中心形成的某种湍流程度较高的强制旋流涡。     

丁胞型圆管CaSO4的污垢特性

建立了丁胞管物理模型,采用标准k-ε方程和SIMPLE算法,研究了丁胞管内CaSO₄流体的污垢特性,分析了结构与运行工况对丁胞管内CaSO₄污垢特性的影响。结果表明,丁胞的顺排叉排对于污垢热阻渐进值影响极小。高Reynolds数时,与光管的污垢热阻相比,丁胞的存在会减小污垢热阻值;而在低Reynolds数时,相对深度较小的丁胞反而会增大污垢热阻值。丁胞的相对深度与丁胞的相对密度对于污垢热阻值均有较大的影响,在丁胞深度为0.8时,丁胞管的抑垢效率为1.150。在丁胞的相对密度为5.30时,其抑垢效率为0.730。丁胞管抑垢率随着进口流速增长而增大,随着工质浓度增长而减小,随着壁面温度的增长而减小。     

基于区间二型模糊神经网络污水处理过程溶解氧浓度控制

针对城市污水处理过程溶解氧浓度难以精确控制的问题,提出了一种基于区间二型模糊神经网络（interval type-2 fuzzy neural networks,IT2FNN）的溶解氧浓度控制方法。先将IT2FNN应用在城市污水处理过程溶解氧浓度控制器的设计,获得了一种IT2FNN溶解氧浓度控制器。后采用自适应学习算法在线调整控制器的参数,提高了控制器的自适应能力。最后将提出的IT2FNN溶解氧浓度控制器应用于基准仿真2号模型（benchmark simulation model no.2,BSM2）平台,结果表明,IT2FNN控制器能够实现第5分区溶解氧浓度精确控制,具有较好的控制效果。     

无霜空气源热泵系统夏季运行性能初步实验

通过对比现有的空气源热泵空调系统的优缺点,提出了一种新型无霜空气源热泵空调系统。该热泵系统不仅冬季可以无霜高效运行,夏季性能也有所提升。搭建该系统实验平台,研究了室外空气干球温度、相对湿度、冷冻水、冷却水流量、室外空气流量对夏季工况系统性能的影响。该空气源热泵空调系统在湿度低、冷却水流速大、冷冻水流速大时系统性能有较大提升,COP最大可提升0.23,提高室外空气流量对系统性能影响不大可提升0.06,且在室外空气干球温度35℃相对湿度45%时,系统COP超过了该型压缩机额定COP,充分证明了该系统在夏季工况下能稳定高效运行。