高压真空断路器用散热器的自然对流换热特性

为提高高压真空断路器的运行安全,以一种新型高压真空断路器为背景,采用计算流体动力学方法研究了不同环境温度下,圆柱形散热器竖直肋片间自然对流换热特性。结果表明:采用扩大计算区域和设置压力边界条件的方法来模拟计算自然对流换热是恰当的。在散热器肋片缝隙的进口处,气体温度较低、流速较小;在肋片缝隙中部,气体温度升高、流速较大;越靠近肋片根部,气体温度越高,但由于粘性阻力大,所以在肋片根部速度较小。在相同的环境温度下,随着肋片温度的逐渐升高,肋片的换热能力也逐渐升高;在相同的肋温情况下,随着环境温度的逐渐升高,肋片的换热能力逐渐下降。所得的肋片缝隙内自然对流的流动换热特性、肋片表面的平均Nu数对高压真空断路器散热器肋片的热力设计和进一步优化设计有重要的意义。     

涡旋压缩机工作过程模拟及传热分析

根据涡旋压缩机的运转规律,得到了绝热状态涡旋压缩机非定常流动的数值模拟计算方法;对涡旋压缩机理论计算模型进行网格无关性验证、动网格重构验证,保证其数值模拟计算结果的准确性.得到了涡旋压缩机工作过程的压力场、温度场、速度场分布规律,得到其工作过程曲线与各工作腔的泄漏规律,并与理论绝热过程进行对比,验证了所采用的数值模拟计算方法的正确可行性.进而探究考虑流热耦合传热的涡旋压缩机工作过程的数值模拟计算方法,提出通过合理地设置壁面热力条件参数实现涡旋压缩机达到热力平衡状态的数值模拟计算方法.     

基于DCS的物料混合实验系统的设计与研究

针对过程装备与控制工程专业实验教学和科研的需要,设计了基于JX-300XP DCS的物料混合实验装置,介绍了该实验装置和工艺流程,DCS系统的软硬件设计,系统配置和功能特点。该实验装置贴近工业现场实际,使学生能更好的掌握课程的理论知识和先进的控制技术,为提高学生的工程实践能力和创新能力提供良好的实验平台。要摘要。     

新型涡旋式多相泵气液增压过程研究与设计理论

提出一种新型涡旋式气液多相混输泵,通过构建变啮合间隙涡旋齿型线,使其所形成的压缩腔存在一条通向排出口方向的内泄漏卸压通道,其增压过程如下:气液介质随着压缩腔容积的减小而压力升高,同时部分介质通过卸压通道被推入到排出口,防止因液相不可压缩而易出现的压缩腔内压力骤增问题。建立涡旋式多相泵的几何理论和工作中带有内泄漏的气液增压过程数学模型,求解得到增压过程中气液状态参数的变化规律。对其工作过程中带有移动边界和气液混合增压的粘性非定常流动进行数值模拟,得到各个工作腔内的速度场和压力场分布,分析含气率、压缩腔容积变化率和啮合间隙等因素对增压过程的影响,形成了新型涡旋式多相泵的设计理论。     

基于工程能力培养的高等流体力学课程案例库建设

高等流体力学是高校为研究生开设的一门重要专业基础理论课,由于课程基本概念多且抽象,学生易陷入复杂的数学公式之中,而忽视对流动特性物理本质的思考和理解。文章从课程案例库建设的必要性切入,提出课程案例库应注重与学科方向、工程应用技术以及国际化相结合的思路,并基于生活和工程两个方面介绍了课程案例库建设实践,通过注重流体力学中物理概念和物理现象的讨论、突出流体力学在工程技术问题中的应用,激发学生的学习热情和创新性思考,从而全面提升研究生教育质量。     

开槽气膜孔结构对气膜冷却和流动特性的影响

运用数值模拟的手段,从流动特性和冷却特性两方面评价了各种开槽气膜冷却孔结构的优劣。从流动的机理揭示了在相同的槽深下,不同的横槽结构对改善气膜冷却效率和流量系数的影响,并比较了在气膜孔出口和入口均开有横槽后对流动和冷却特性的影响。结果表明：开横槽后,气膜孔出口下游的冷却效率得到不同程度的改善,吹风比越大,改善的程度越明显。在横槽下游5D-10D的范围内,冷却效率的改善程度最大;在气膜孔出入口处均开有斜横槽的结构和用圆角过渡气膜孔入口处的横槽均是提高气膜冷却效率和减小气膜孔流动阻力的有效措施,而在气膜孔出口处的横槽用圆角过渡则不利于改善气膜冷却效果。     

固体氧化物电解池平行流道流动不均匀性优化模拟

氢能是一种具有高能量密度、无污染的可再生能源。当前,固体氧化物电解水制氢技术(SOEC)对于流场分布的关注较少,而平行流道的流动不均匀性会显著影响SOEC的反应效率和使用寿命。本研究结合燃料电池中对反应物流动情况的研究建立了电化学场、传热场、流场的多物理场耦合仿真模型研究反应物在电解中的分布情况,按照不同的流道宽度比改变平行流道的流道宽度,设计了一种新型Z型平行流场。结果表明：与传统Z型流场相比,8 000 A/m²电流密度下水蒸气摩尔分数不均匀系数由0.152 0下降至0.030 4,电解质局部电流密度差值由6 000 A/m²下降至2 000 A/m²,温差由105.9 K下降至97.2 K,均匀性有明显的提升。各个电流密度下,在出口处的产氢速率上升7%左右,在相同时间内可以产生更多的氢气,提高了制氢的效率。     

多级离心泵内动静干扰流场的数值模拟

为了分析离心泵内动静干扰作用和压力脉动特性,基于Fluent软件并运用滑移网格技术求解了三维非稳态Navier-Stokes方程和标准的κ-ε湍流方程,并对内部流场进行了多工况非定常数值模拟。计算得出了离心泵的性能曲线,还得到了内部的压力和速度分布以及在不同流量下的压力脉动时域和频谱特性。计算结果表明,叶轮出流因受到导叶叶片头部的阻挡干扰,导致局部流体出现涡流;各工况下离心泵内压力脉动呈明显的周期性变化规律;叶轮与导叶间动静耦合处的压力脉动主要受叶频的影响,叶频是流道内压力脉动的主频;不同流量下主频相同,但主频振幅稍有不同;旋转叶轮与静止导叶间的动静耦合作用是压力脉动的主要来源。     

基于航空散热板的内嵌热管传热模型分析

对一种非规则截面的航空散热板轴向槽道热管,分别建立了基于SINDA软件HEATPIPE算法的一维模型和基于QFLOW算法的二维模型,比较了两种传热模型和算法下热管的暂态和稳态传热特性。结果表明,两种模型对热管平均工作温度的计算结果吻合较好,由于一维模型没有考虑热管壳体的周向传热以及热管的结构对边界条件施加的影响,最大传热能力的计算结果小于二维模型。一维模型适于对航空热管进行系统级的初步热设计,二维模型适于对非规则截面热管的定量传热分析。     

小型环路热管多孔镍毛细芯的研制

本文以镍粉为原料,采用模压成形和冷压烧结方法,探索了一种配方简单、工艺可靠的多孔镍毛细芯的烧结工艺。通过毛细芯芯体和蒸发器的设计,在满足环路热管毛细芯热力性能要求的同时,提出先烧结后机加工的芯体制造方法,使得不同结构形式毛细芯的制作摆脱模具的限制,降低了制造成本,对科研院所实验研究用环路热管毛细芯的制作提供了一种现实的方法,对环路热管在我国的研发和产业化应用具有现实意义。