用于放射性气溶胶在线富集进样的狭缝虚拟撞击器的研制

为满足环境气溶胶在线进样的要求,改善电感耦合等离子体质谱计(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP蛳MS)对粒子中待测核素的探测限,研制出一套具有低流量、低压降特点的狭缝虚拟撞击器,可作为气溶胶在线富集进样系统的关键部件与ICPˉMS联用。本文介绍了该狭缝虚拟撞击器的研制情况:首先由ICP蛳MS的进样条件,根据经验公式完成了理论设计,确定进样流量为11L/min,强流与弱流的流量比为10,喷射狭缝宽度为1mm,长宽比为10;然后用计算流体动力学软件Fluent R对上述结构内部的流场和粒子运动径迹进行了数值模拟,考察了喷射狭缝与收集狭缝的间距G、收集狭缝的宽度Wc及其进口曲率半径的加工偏差对收集效率的影响,得到了较优化的取值范围:G取1.0～1.2mm,Wc取1.4～1.6mm,此时的切割粒径D50约2.5μm;加工出狭缝虚拟撞击器的原型装置,对其分别用室内空气气溶胶和荧光素钠标记的单分散油酸粒子进行富集性能测量。实测结果表明:空气动力学等效直径在2.5～5μm范围内的粒子浓度得到了明显富集,5μm的粒子的富集因子达到极大值7。     

质子交换膜燃料电池流道设计

质子交换膜燃料电池(PEMFC)以其高效率、高比能量、低污染等优点被认为是一种适合人类发展和环境要求的理想电源.双极板(流场板)是质子交换膜燃料电池的重要部件,其质量占电池堆60%以上.流场板上的流道设计对电池性能、运行效率和制造成本有很大影响.系统地综述了现有的流道设计,剖析了流道的功能及其对电池性能的影响,并在此基础上讨论了流道设计的发展趋势.     

疏水缔合聚合物在孔隙介质中的渗流阻力模拟分析

对疏水缔合聚合物驱油机理及其在多孔介质流动中物化现象的进一步研究发现,该类聚合物渗流特征与普通高分子聚合物有较大不同。研究以收缩流道作为孔喉模型,采用渤海区块现场试验数据,使用数值计算方法,分析了缔合聚合物溶液流动阻力随流变参数和喉道直径的变化规律。并以此为理论基础,探讨其在多孔介质中的流动阻力特性,为疏水缔合聚合物驱的理论研究和现场分析提供依据。     

立式泵装置进水流道演化数值分析研究

针对各种典型的进水流道，应用紊流模型对流道内部流态及水泵进口处的流动进行三维数值计算，计算结果表明各种流道内部水流流态相似。数值分析显示各种有压的喇叭管进水的流道都是在开敞式进水池形式基础上演变而成的，只要控制流道的基本尺寸，就可将各种喇叭管进水的流道统一起来。研究成果为泵站进水流道优化设计提供新的思路。     

基于ＣＦＸ的三种不同形式的双向泵站在自引自排工况下过流特性对比

为了充分发挥双向流道泵站的综合性能,不仅需要对双向流泵站的提灌提排性能进行优化研 究还需要对其在自引自排工况下的性能进行优化研究。然而在过去的设计中,泵站设计人员主要着眼 于泵站的提灌提排性能而忽视了其在自引自排工况下的性能。本文基于连续性方程、时均Ｎ－Ｓ方程和 标准的Ｋ－ε 湍流模型方程,数值模拟了三种在提灌提排工况下均有良好表现的双向流道在自引自排 工况下的过流特性,并从局部损失与总损失及各流道对泵段的影响的角度对比了各流道的优缺点。结 果表明,不同形式的流道布置在自引自排工况下差别较为明显,导流措施对局部损失和流道内部的流态 影响较大。     

CPCM/液冷式锂电池组散热系统优化设计

笔者基于相同结构特征的圆形带翅片冷却流道,以流道整体厚度、翅片数量、圆形带翅片冷却流道横截面积为因素,电池组最高温度和最大温差为优化目标,进行正交试验、数值模拟。结论认为：铝制冷却流道的横截面积是对电池组散热影响最大的因素。     

循环水泵流道的三维数值模拟与优化设计

通过建立基于RNG湍流模型的三维数值模型,对某循环水泵房前池和流道进行了数值模拟,重点对稳态及瞬态的水力特性进行了分析研究。结果表明:正常运行水位下,各工况的水泵喉部流速偏差均小于10%,能保证水泵安全稳定地运行。但在最低运行水位下,吸水池内涡量较大,为此提出了设置消涡胸墙的优化方案。两台水泵同时事故停泵时,会造成循环水泵房的暂时性溢流,可将泵房内人孔移至泵房外且运行水位降低0.30 m;两台水泵同时启动时,前池水位降低最大,但最小淹没深度仍能满足水泵的安全运行要求。     

循环水泵房侧向进水流道水力优化设计及模型试验

论述了侧向进水条件下流道水流的水力特性及常用研究方法,并以彭城电厂循环水系统为例,采用物理模型试验与数值模拟相结合的手段,优化设计泵房侧向进水流道.文章重点针对原设计方案下冷却塔集水池出口及回水明沟内的不利流态,采用多种整流措施,有效改善了回水明沟内水流流态及吸水室内流速分布的不均匀性,优化后的推荐方案能够满足循泵安全稳定运行的要求,研究成果也为其它类似的大中型循环水泵工程提供了参考.     

有涡和无涡流道迷宫灌水器水力性能比较

分析迷宫灌水器流道内旋涡存在与否的压力流量情况,得出其对灌水器水力性能的影响。以矩形、三角形、梯形3种有涡流道灌水器模型为基础,并进行结构优化,形成相应的3种无涡流道灌水器模型,利用FLUENT软件模拟和分析6种迷宫流道内水流运动情况,得出各种迷宫灌水器的压力流量关系,从而可知流量系数和流态指数。通过分析可知:同等条件下,3种有涡流道灌水器中,三角形灌水器的流量系数最小,但其流态指数最大;优化后的3种无涡流道灌水器中,三角形灌水器的流量系数最小,其流态指数也最小,说明灌水器流道结构优化后,三角形灌水器的流态指数明显降低,其水力性能得到很大提高,故应优先选用三角形无涡流道灌水器。     

进水流道对泵装置性能影响的数值模拟分析

为了研究进水流道内部流态对泵装置性能的影响,采用CFX三维软件对高度及喉部高度大、高度及喉部高度小的两种肘形进水流道装置的三维流场进行数值模拟,分析比较了这两种肘形进水流道与泵装置的水力特性。方案1肘形进水流道的高度大,挖深大,土建投资大,且喉部高度大,弯肘段脱流严重;方案2肘形进水流道高度小,土建投资小,同时喉部高度小,有效抑制了弯管脱流问题。结果表明:在最优工况下(Q=320 L/s),肘形进水流道方案2比方案1的流道出口断面速度均匀度高1. 6%;速度加权平均角度高7. 34°;进水流道水力损失降低0. 128 m;装置效率提高4. 22%;装置高效区流量范围拓宽40%。因此,为了保证泵装置高效、安全地运行,应充分重视在实际工程中进水流道对泵装置性能的影响以及肘形进水流道喉部高度对进水流道流态的影响。