外切圆弧波壁管半径比对传热及流动特性的影响

为了研究波壁管外切圆弧半径比i对管内流体换热及流阻特性的影响,分别建立了i=0.1、0.5、1.0、5.0、10.0和相同尺寸参数的正弦波壁管几何模型,分析了管内流场和温度场,并用性能评价因子PEC对不同波壁管的综合换热性能进行了评价。结果表明:i越小,速度场与温度梯度场间的协同程度越高,换热能力越强;Nu随i的增大而减小,降幅随Re的增大而减小;0.1i1.0时摩擦阻力系数与i成正比,1.0i10.0时摩擦阻力系数与i成反比,当i=1.0时摩擦阻力系数出现最大值; PEC随Re增加而增大,圆弧波壁管的PEC高于正弦波壁管。     

脉动流场对波壁管内流体的传热及阻力的影响

为了解决换热器、发动机等设备热质传递效率低的问题,采用数值模拟和实验相结合的方法,入口速度设为具有正弦脉动特点的非定常边界、流体温度设为348 K;出口速度设为自由出口、壁面温度设为298 K、忽略管壁传热热阻;对Re=600时波壁管内流体的传热和阻力特性进行研究,分析了不同时刻管内流体的速度场和温度场,以及努塞尔数Nu和摩擦系数的变化规律,将定常和脉动流场下流体的传热及流动特性进行了对比。结果表明:脉动流场下波壁管内流体的换热效果较定常流场差异明显,在振动分率P=1.5,斯德鲁哈尔数St=2.8时,脉动流场较定常流场的Nu增幅达34%,而在P=0.5,Re=400时,脉动流场较定常流场的Nu增幅达55%;脉动流动下,摩擦系数呈现正弦规律;在瞬时雷诺数Re时,脉动流场下的平均摩擦系数与定常流场相比差别不大,但瞬时摩擦系数差异显著。     

波壁管中脉动流动的数值模拟

利用数值模拟的方法,文中对脉动流动下波壁管内流体的流动和换热特性进行研究,分析了脉动参数雷诺数Re、斯德鲁哈尔数St以及振动分率P对波壁管中流体的传热和阻力特性的影响.结果表明:Re、St与P对流体的换热特性均有影响,在脉动流场下,波壁管内流体的传热强化幅度随雷诺数Re的增大而先增大后减小;与斯德鲁哈尔数St以及振动分率P均成正比关系.随着St的增加,摩擦阻力系数在较低St时几乎不发生变化,而在较大St时明显发生变化,但随着St的增加,平均摩擦系数f_(m)几乎不发生变化;平均摩擦系数f_(m)随振动分率P的增加而逐渐增大,随雷诺数Re的增大而逐渐减小.     

船用汽轮机直驱式容积控制执行机构仿真及试验

In order to make the actuator of marine turbine miniaturization and integration,as well as to have a better vibration and noise performance,a new actuator has been proposed based on direct drive volume control in this paper and a simulation model has be established with AMESim.The static and dynamic performances and effectiveness have been studied and verified.Simulation and experiment results show that the dynamic response time of simulation model is longer than actual actuator because the worst conditions in the volumetric efficiency of the pump,the throttling loss of valve and the pipeline resistance are considered in the model.However,the simulation result has enough accuracy in view of the difference between simulation result and experiment result being 0.07%,without considering the dead zone,hysteresis and saturation limit of electric elements such as motor and displacement sensor.     

通道形状对活塞冷却油腔内工作流体阻力及流动特性的影响

为揭示通道形状对活塞冷却油腔内工作流体的阻力及流动特性的影响,将冷却油腔的直壁通道改为波壁通道,并采用压力差和可视化的方法对通道内工作流体的阻力及流动特性展开了实验研究。压力差实验结果表明,与水在直壁通道内的流动相比,水在波壁通道内层湍转捩点大大提前,将非牛顿流体替换水作为工作流体后,层湍转捩点再次提前;可视化实验结果表明,波壁通道内工作流体在雷诺数较低时就可呈现不稳定流动形态。为在较低雷诺数下继续强化活塞冷却油腔内的热质传递,进一步开展了脉动流场下非牛顿流体在波壁通道内的流动特性实验和数值模拟研究,结果表明：脉动流场的操作参数对波壁通道内非牛顿流体的流动不稳定率有较大影响,且影响了通道内非牛顿流体的质量传递。     

波纹管对管壳式换热器内流体传热及流动特性的影响

为解决传统管壳式换热器换热效率低的问题,采用数值模拟的方法对波纹管换热器进行了数值模拟分析。研究表明:管壳式换热器壳程进口流量超过2 257 kg/h时,采用增加壳程进口流量来强化换热器内换热的方式整体经济性较差;与直壁管换热器相比,波纹管换热器的对流换热系数提高45.2%～51.1%,壳侧压降反而降低了2.6%～13.1%。同时发现,整个研究范围内性能评价指标EEC1; EEC受进口流量影响较大,其最优值出现在1 250～1 500 kg/h范围内。本研究结果为波纹管换热器在工业中的应用提供重要参考价值。     

波壁管几何尺寸对流动与传热特性的影响

基于数值模拟的方法,分析在低雷诺数下波壁管波形变化对流体流动与传热特性的影响,并分析了相同功耗下波壁管的综合传热性能。结果表明:波幅和波长变化对波壁管传热均有影响,强化效果与波幅成正比,与波长成反比;当功耗相同时,小波幅的波壁管有较好的综合换热效果,大波幅的波壁管强化传热以较大能量消耗作为代价;雷诺数大于2 000时,增大波长能达到较好的综合换热效果。