设置三角形阻流件通道内流体流动的可视化研究

设计和建造了一套实验装置,对流体在通道内的周期性流动特性进行了可视化研究,所研究的通道是由两平行平板和交错布置于两平行平板上的一系列三角形阻流件构成.研究表明当Re＞200时流体的流动将由层流转变为湍流.     

自修复用幂律流体在双尺度网状通道中的流阻特性

为了研究自修复用非牛顿幂律流体在双尺度网状通道中的层流流阻特性,分别建立了分析解模型和数值模拟模型,计算了双尺度结构和均匀结构的流阻相对大小.分析解结果表明:在流道体积相同时采用优化双尺度结构多数裂隙点的充注流阻小于均匀尺度结构,幂律指数越大,采用双尺度结构的优势越明显.典型的数值解结果与分析解一致,表明在高细维数(>...     

空气流经光滑平行平板通道的阻力特性

本文对光滑平行平板通道内空气层流流动的阻力特性进行了理论求解,得出了理论表达式.同时也给出了不同通道高度的实测阻力特性曲线,并对理论值与实测数值进行了分析比较,提出了工程上较为实用的经验公式.     

平板间方柱绕流的格子Boltzmann方法模拟

为研究平板间方柱绕流上下平板对置于其中的方柱绕流所产生的影响,采用格子Boltzmann方法对二维平板间低雷诺数(Re=100)方柱绕流问题进行了数值模拟研究.分析了3种不同阻塞比下,平板边壁对方柱的升、阻力系数、Strouhal数和尾涡流场的影响.结果表明:平板对方柱绕流特性有明显的影响,随着阻塞比的增加,阻力系数和Strouhal数均增大,与无边壁相比阻力系数可增加达30%,而升力系数却随之减小.计算结果与相关实验数据相吻合,验证了格子Boltzmann方法对钝体绕流非定常问题模拟的有效性。     

旋流片内插缩放板的强化传热数值模拟

对旋流片插入平行缩放板的传热与流阻性能进行了数值模拟研究．结束表明：旋流片产生的螺旋流能够减薄边界层,增加流体的湍流度,从而进行强化传热．在19000〈RP〈36000时,局部努赛尔数和阻力系数都沿着流体流动方向减小,而局部综合传热因子的变化趋势是先增大而后降低．数值模拟结果还表明,与空的平板相比,在缩放板内插旋流片流道中速度与温度梯度夹角的余弦值变大,速度场和温度场的协同程度有所增大．     

超临界CO_2汽车空调气冷器分配性能研究

微通道平行流气冷器性能的好坏对超临界CO2空调系统的能效比影响很大,是整个制冷系统性能高低的关键.提出了新的微通道平行流气冷器整体结构建模方法,大大降低了网格划分时间及对计算机硬件的要求,提高了工作效率.对微通道平行流气冷器扁管与集流管组合结构进行了一系列优化设计,优化结果表明,最优的参数组合为扁管间距为8.8 mm,扁管长度为500 mm,扁管排数为10,扁管与集流管的组合深度为0.25.研究结果为新产品的工程应用提供参考.     

横向波纹通道内定型层流流动的研究

对平行放置的横向波纹平板形成的通道内的定型层流流动,以壁面波纹的波幅为小量进行了摄动展开,提出了一级近似模型.得到了速度分布的近似表达式,考察了流速和流量与壁面波纹的波幅、波数及上下波纹板的排布相位之间的关系.研究表明,对于波纹通道几何参数的不同组合,流量可能增大,也可能减小.     

空气流经光滑平行平板通道的换热特性

本文对空气流经光滑平行平板通道时的换热工况进行了理论求解,得出了理论表达式。同时也给出了不同通道高度的实测换热特性曲线,对理论值与实测数值进行了分析比较,提出了适合于工程应用的经验公式。     

复杂几何模型数值计算网格划分及独立性考核

以开孔折流板矩形通道为例,对流体流经复杂几何通道进行数值计算时网格的划分方式进行了探讨,研究了对于同一计算模型,在不同工况下采用相同的网格划分时,网格独立性的考核标准。通过设置有两种类型开孔折流板通道的数值计算表明:对于同一计算模型,在不同工况下采用相同网格进行数值计算时,网格独立性的考核应该在高Re数工况下进行.     

基于孔隙尺度下丝网多孔介质通道流阻特性

基于丝网多孔介质孔隙通道数值分析,研究不同几何参数的丝网多孔介质通道内的流阻特性ΔP、黏性阻力Au与惯性阻力Bu²等变化特性。通过CFD软件建立三维稳态修正k-ω湍流模型保证计算精度,并选择5种不同丝径和孔径的4单元孔隙模型,开展低入口流速范围内的流阻特性研究。根据数值分析结果,得到不同构型下孔隙级通道的流阻特性,显示出构型对丝网通道内非线性流动阻力特性产生的显著影响。结果表明,丝网构型角度越小(θ=45°~90°),通道内流动阻力越大,而分压占比规律一致;流速越大(v=0.2~1.0 m/s),则非线性作用越大,惯性阻力占比越多。     

油封低温冷却器折流板开孔的传热性能

针对油封低温冷却器压降较大的问题,利用计算流体动力学（CFD）软件Fluent分析油封低温冷却器折流板开孔对冷却器流场和传热性能的影响.首先探讨不同折流板数量、壳程流速等参数对折流板开孔引起的传热性能及压降变化规律,其次分析折流板开孔对冷却器综合性能的影响,最后探寻折流板开孔后冷却器传热性能和压降关系的内在联系.结果表明,折流板开孔引起油封冷却器压降和传热系数的显著变化,且压降比传热系数变化更明显,折流板开孔后压降减少40%50%,而传热系数也降低了15%20%.在等换热面积和等压降情况下,折流板开孔冷却器传热系数可以提高10%左右.     

平板式微藻光反应器的流场优化及闪光效应

针对微藻闪光效应的特点,开发一种内置交叉导流横向隔板的平板气升环流式微藻光反应器.研究藻液中光衰减规律和通气流量对微藻生长的影响,通过流场数值模拟剖析闪光效应特点,实验对比不同反应器的生物质产量.得到微拟球藻液的光衰减公式,每升藻液的最佳通气流量为05 L·min-1.反应器增加交叉导流横向隔板后,形成一个顺时针和逆时针旋转的交替更迭的大涡流动,加强气液混合和物质传递,在水平光程方向上藻液速度提高到15~22倍,藻液光暗循环周期显著降低到无横向隔板时的1/19.结果表明,快速闪光效应能够明显促进微藻光合生长,最终使微藻生物质产量提高了25%.     

基于SC/Tetra的搅拌槽挡板数目优化

在搅拌设备中,挡板的存在可有效地避免内部出现大涡流现象,使搅拌效果优于普通非挡板结构的搅拌设备.应用计算流体动力学软件SC/Tetra研究了搅拌槽挡板数目对其内部流场的影响.采用控制体积法离散控制方程,利用非连续网格对搅拌槽静止区域和旋转区域之间的界面进行剖分,然后基于Simpler算法和κ-ε湍流模型对搅拌槽内部流场分析仿真.计算结果表明,挡板数目愈多,湍动能的变化愈复杂,进而内部搅拌效果愈好,分析得知实际工程中挡板数目取4或6片为宜.     

平流式沉淀池优化设计研究

利用文献[1]所建立的沉淀池数值模型,分别计算平流式沉淀池在不同挡板位置、进水口流速和沉淀池长高比下的水流流场、悬浮物的浓度场和利用示踪剂计算的过流曲线.分析比较不同挡板位置、进水口流速、沉淀池长高比等对沉淀池运行效果的影响,并依此确定沉淀池合理的挡板位置、长高比及进水口流速.     

基于气体动理学格式的平板绕流数值模拟

介绍了基于Bhatnagar-Gross-Krook（BGK）模型的气体动理学格式Gas Kinetic Scheme（GKS）数值算法。给出了平板绕流的物理模型以及边界的处理方式,同时进行了算法准确性验证。对不同雷诺数条件下的单平板绕流进行数值模拟,随雷诺数的增大,涡不断被拉长,逐渐失去对称性,形成卡门涡街;对Re=300的前后平板绕流,当板间距较小时流场处于对称尾流区,没有涡的脱落,当板间距较大时会形成卡门涡街;对Re=300的上下平板绕流,当板间距较小时流场特征与单平板绕流相似,当板间距较大时会形成两列涡,在下游较远处开始逐渐合并。     

Computational fluid dynamics (CFD) simulation of effect of baffles on separation in mixer settler

The main ideas in the development of the solvent extraction mixer settler focused on achieving clean phase separation, minimizing the loss of the reagents and decreasing the surface area of the settlers. The role of baffles in a mechanically agitated vessel is to ensure even distribution, reduce settler turbulence, promote the stability of power drawn by the impeller and to prevent swirling and vortexing of liquid, thus, greatly improving the mixing of liquid. The insertion of the appropriate number of baffles clearly improves the extent of liquid mixing. However, excessive baffling would interrupt liquid mixing and lengthen the mixing time. Computational fluid dynamics (CFD) provides a tool for determining detailed information on fluid flow (hydrodynamics) which is necessary for modeling subprocesses in mixer settler. A total of 54 final CFD runs were carried out representing different combinations of variables like number of baffles, density and impeller speed. CFD data shows that amount of separation increases with increasing baffles number and decreasing impeller speed.     

多孔介质流动显示与强化传热的实验研究

对添加挡流板、螺旋板及多孔介质的管束外掠流动的流型、流阻及其传热特性进行了实验研究。实验表明 ,直挡流板的管束流道由于存在滞留区 ,流阻高且不利于换热。螺旋板的管束流道的Nu比直挡流板高 79% ,而具有螺旋板和多孔介质组合的管束流道的对流换热系数比直挡流板高 94%。同时得到了最佳螺旋角和多孔介质的最佳孔隙率     

Simulation of the influence of the baffle on flowing field in the anode baking ring furnace

In an anode baking horizontal flue ring furnace, the temperature distribution is one of the key factors influencing the quality of baked anode and is closely correlated with the gas flow. To understand the gas flow distribution in the flue, Navier-Stokes equation with “k-ε“ two-equation turbulence model was adopted and the simulation on the gas flow was performed. The numerical simulation results showed that the even direction of gas flow should be considered in the design of flue baffles and the gas flow distribution was really uneven in the flue in practical use. By adjusting the number and location of flue baffles rationally, the even distribution of gas flow can be improved obviously.     

中高开孔率多孔板高温环境下阻力特性试验研究

为了研究实际工作环境下中高开孔率多孔板的阻力特性,针对0.3≤开孔率≤0.68、0.21≤相对厚度≤0.5的多孔板,采用与实际烟温相似的空气介质进行阻力特性研究.通过试验发现,多孔板压降随着雷诺数的增大而增大,当雷诺数增大时,不同开孔率多孔板的压降差距逐渐增大;气体温度和雷诺数对多孔板阻力系数几乎无影响.多孔板开孔率与相对厚度对阻力系数的影响较大,阻力系数均随着开孔率和相对厚度的增大而降低.     

大跨越输电铁塔十字组合角钢填板的设计与试验

在输电线路铁塔设计中,经常使用实腹式双拼、四拼组合角钢构件。该类构件通常须在角钢之间加设填板,从而成为一个实腹式整体构件受力.在目前我国钢结构设计规范及输电线路设计规程中,仅简要地提出了填板设置上的构造要求,而对填板及其螺栓的设计计算、具体布置方式均未作详细说明.本文根据材料力学中的榫栓计算原理,并结合试验研究,整理出一套填板及其螺栓的计算方法,以供工程实践参考.