不同工况下冲孔矩形翼涡流发生器的纳米氧化镁颗粒污垢特性

为了研究不同工况情况下冲孔矩形翼涡流发生器的纳米氧化镁颗粒的污垢特性,通过实验对比了冲孔矩形翼涡流发生器和未冲孔矩形翼涡流发生器的污垢特性,探讨了水浴温度、工质质量浓度及工质流速对颗粒污垢的影响。实验结果表明:相同工况下,冲孔矩形翼涡流发生器较未冲孔涡流发生器具有更优的抑垢效果;随着水浴温度的升高,污垢热阻渐近值增加,而且结垢速率也增大;污垢热阻渐近值随着工质质量浓度的增加而增大,结垢速率有略微提升;随着工质流速的增大,污垢热阻渐近值和结垢速率均降低。     

矩形通道中不同楞型涡流发生器的CaSO4污垢特性

为研究不同楞型涡流发生器的污垢特性,对安装有相同长宽高的圆形楞、矩形楞和三角楞三种涡流发生器的矩形通道进行了模拟研究。在入口温度不变的情况下,分别考察了工质流速、质量浓度以及壁面温度对三种涡流发生器污垢特性的影响。结果表明:三种涡流发生器的污垢热阻都具有相同的变化趋势。随着速度、质量浓度和壁温的增大,污垢热阻达到平衡的时间越来越短。污垢热阻随着流体速度的增大而减小,随着工质质量浓度的增加而变大,随着壁面温度的升高而增大。在相同的工况条件下通过对比三种涡流发生器可知,装有圆形楞涡流发生器的通道内污垢热阻渐近值最大,矩形楞次之,三角楞最小。     

翼型涡流发生器对析晶污垢抑制特性的模拟研究

为研究翼型涡流发生器的结构对析晶污垢沉积的影响,利用数值模拟的方法研究在改变其间距、攻角和翼型的情况下,污垢沉积的变化情况。通过引入抑垢率的计算,来表征涡流发生器的抑垢特性。根据实验得出的光片单位面积污垢沉积量与模拟光片得出结果对比,说明验证模拟方法的可行性。通过模拟研究发现在两种攻角下,间距与抑垢率之间的变化关系相同。当间距为10至60mm时,抑垢率随间距的增加而减小。当间距为60至80mm时,则是反向变化。在相同攻角下,流动方向投影面积与抑垢率之间呈现同相变化。投影面积的影响效果与间距相关。     

浮点型涡流发生器CaSO_4析晶污垢沉积的模拟研究

采用污垢析晶污垢模型,对布置有浮点的涡流发生器的矩形通道进行了污垢沉积数值模拟。研究表明:单位面积污垢沉积量随着浮点尺寸的增大而减小,随着浮点排列间距的增加而增大。但当半径一定且浮点间距值小于两倍的浮点直径值时,间距变小不会减少污垢沉积量。将所得模拟结果与相关实验对比,验证了所采用模型的准确性。     

两种柱形涡流发生器CaSO_4析晶污垢特性实验研究

为得到涡流发生器污垢规律,采用质量浓度为2 100mg/L的硫酸钙过饱和溶液进行了传热过程中的污垢生成实验,并通过离线称重法得到了装有涡流发生器试片表面单位面积污垢沉积量生长曲线.结果表明：涡流发生器直径和排列间距对壁面污垢沉积量有显著影响.当涡流发生器直径（4mm）一定时,试片表面单位面积污垢沉积量均随着涡流发生器排列间距的增大而增加;在排列间距（10mm）一定时,污垢沉积量随着涡流发生器尺寸的增大而减少.     

矩形通道中低肋涡流发生器抑垢效果分析研究

为了研究矩形通道内低肋涡流发生器抑垢效果特性,本文选用粒径为50 nm的MgO颗粒进行实验分析。通过安装低肋涡流发生器前后污垢热阻随时间的变化对比,改变低肋涡流发生器的高度、排列间距以及前后排列布置方式,对低肋涡流发生器的抑垢效果进行研究分析。实验结果表明:低肋涡流发生器以较小的压力损失作为代价,换取了较好的抑垢效果;低肋涡流发生器越高,抑垢效果越好;减小涡流发生器的间距,能够有效的抑制污垢沉积;前排列布置有更好的抑垢效果。     

运行工况对圆形楞涡流发生器CaSO4污垢特性的影响

为了研究运行工况对圆形楞涡流发生器CaSO4污垢特性的影响。采用数值模拟方法研究了布置圆形楞涡流发生器矩形通道内壁面CaSO4析晶污垢的沉积过程。主要分析了CaSO4溶液的浓度、壁面温度、入口速度和入口温度对污垢沉积率、剥蚀率和污垢热阻的影响。结果表明,随入口速度的增大沉积率和剥蚀率均增大,而污垢热阻值降低。随着壁面温度的增大沉积率、剥蚀率和污垢热阻均增大。随工质浓度的增大沉积率、剥蚀率和污垢热阻也是均增大。随入口温度的增大沉积率、剥蚀率和污垢热阻却基本不变。     

板式换热器颗粒污垢特性的实验研究

以纳米氧化镁颗粒溶液为实验工质,进行了板式换热器颗粒污垢特性的实验研究,分析了颗粒质量浓度、颗粒粒径、流速和低温介质温度对颗粒污垢热阻的影响.结果表明:板式换热器颗粒污垢无明显诱导期存在,结垢速率和污垢热阻渐进值均随颗粒质量浓度的增大而增大,且增大幅度逐渐减小;颗粒粒径对污垢热阻的影响较明显,在相同质量浓度下,颗粒粒径越小,结垢速率越快,且污垢热阻越大;流速对污垢热阻的影响较为复杂,高流速下的结垢速率略大于低流速下,且高流速下达到稳定时的污垢热阻渐进值小于低流速下;低温介质温度对颗粒污垢热阻的影响不明显.     

电子元件散热器翅片自然对流散热性能研究

针对室外电子设备在自然对流条件下的散热问题,设计开发了一种新型散热器翅片结构——翅片开孔式涡流发生器,易于加工且直接与翅片连接,不存在焊接的问题。利用数值模拟的方法探究了涡流发生器的布置方式与攻角对散热器散热的影响。结果表明:翅片开设三角孔,在翅片间空气流动过程中起到了明显的作用,有效降低了三角形涡流发生器造成的流动阻力,增加了空气的扰动;当涡流发生器间距为40 mm、攻角为15°时,散热器翅片高温热源区域的散热效果最好。     

对管式换热器黏液形成菌生物污垢特性的实验研究

为了探讨黏液形成菌在管式换热器中的污垢特性,以某电厂循环冷却塔塔底黏泥中分离纯化后得出的黏液形成菌为研究对象,利用污垢动态模拟实验系统,采用对比实验的研究方法得到了不同入口温度、流速及体积浓度条件下黏液形成菌在不锈钢光管换热器中的污垢特性。结果表明:黏液形成菌的结垢过程存在诱导期。随着入口温度的升高,诱导期缩短,污垢热阻达到渐近值所需时间减少。在实验温度范围内,入口温度为30℃时污垢热阻渐近值最大,35℃时次之,25℃时最小;随着流速的增加,污垢热阻达到渐近值所需时间减少,污垢热阻渐近值减小;随着体积浓度的增加,诱导期会延长,结垢速率加快,污垢热阻渐近值增大。     

板式换热器黏液形成菌生物污垢特性的实验研究

为探讨黏液形成菌在板式换热器里的结垢规律,对不同流速、温度及体积分数下黏液形成菌在板式换热器内的污垢特性进行了实验研究。结果表明：随着流速的增加,黏液形成菌的污垢热阻渐近值逐渐减小;随着温度的升高,黏液形成菌结垢的诱导期缩短,并且达到稳定的时间增加,在实验温度范围内,污垢热阻渐近值在35℃时最大;而随着细菌体积分数的增加,污垢热阻值呈现明显幅度的增长。     

纵向涡强化片式散热器油侧热性能的数值研究

采用三维数值模拟的方法研究了在片式散热器一组通道内设矩形涡流发生器(rectangualr vortex generator,RVGs)时对油侧的传热性能影响。研究了相同入口条件(层流)和考虑重力作用的条件下,纵向涡发生器的宽度、高度、攻角和纵向间距等几何因素对竖直通道传热和压降的影响。结果表明:纵向涡发生器产生的涡旋导致边界层分离,传热效果得到强化;改变涡发生器的宽度和高度对传热的影响趋势相似;当几何条件相同下攻角为30°时整体强化传热效果最佳;随着纵向间距的增加,传热的强化效果先降低再提高,最后又降低;最佳纵向间距为160 mm。     

可旋气门变相异升程汽油机缸内涡流稳态特性

针对4气门汽油机为获得缸内大尺度涡流减小进气流量的问题,提出可旋气门变相异升程方法,即采用带背脊气门旋转加强涡流,并通过调整进气凸轮相异角改变两个进气门升程差调整涡流.仿真与试验证实,在稳态流动状态下,随着相异角的增加,涡流尺度增加.存在相异角时,在凸轮轴转角小于80°CaA和大于100°CaA的情况下,分别在缸内产生一次较大尺度涡流,且方向相反.研究表明:气门旋转可促进大尺度涡流的产生,可旋气门变相异升程在不减小进气量的情况下可以对缸内涡流运动进行调节,相异角为8°时,涡流比可达0.51,平均流量系数偏差仅为0.9%.     

涡流发生器对风力机翼型气动性能影响的实验研究

为研究涡流发生器对风力机翼型DU93-W-210气动性能的影响,在有、无涡流发生器的情况下进行风洞实验。实验研究不同高度(4、6、8 mm)、不同安装角(16°、26°、36°)三角形涡流发生器的增升减阻效果。研究表明3种不同高度、安装角的涡流发生器均能使最大升力系数大幅提高,失速攻角推迟;失速前涡流发生器高度越大阻力越大,失速后3种高度涡流发生器均能大幅降低阻力。安装角越小线性段阻力越小,失速后使升阻比提高越多。     

基于CFD的超临界翼型气动特性数值模拟

为了研究超临界翼型在跨音速叶轮领域的应用,对超临界翼型进行气动特性分析。本文以超临界翼型SC(2)-0712为研究对象,使用ICEM软件对其进行网格划分,在FLUENT中选择SST k-ω湍流模型,模拟研究了该翼型在不同马赫数和攻角条件下的升阻比变化规律,并分析了攻角变化对翼型激波位置和激波强度的影响。结果表明:对于超临界翼型SC(2)-0712,其升力系数随着攻角的增大先上升后下降,约在9°~12°攻角范围内出现峰值;阻力系数均随攻角的增大而增大,并呈近似线性变化;升阻比随着攻角增大而减小,并在6°攻角之后趋于平坦;攻角的变化对激波位置和强度有显著影响,且攻角越大,激波越靠近前缘,激波强度也越大。为超临界翼型在跨音速叶轮领域的应用提供理论支持。     

底坡及植被分布下的坡面水流能量损失特征试验研究

为了揭示坡面水力侵蚀过程中水流能量变化规律,进而为水土保持研究提供理论依据,利用变坡水槽在变化水深条件下的坡面流模拟试验,分析了5种坡比及3种植被分布(植被走向与水流夹角15°、30°、45°)下坡面水流能量损失特征。结果表明,在相同植被分布条件下,沿程能量损失随坡比增大而增大,随水深增大而减小后趋于稳定;相同坡比时,植被走向与水流夹角30°时沿程能量损失大于夹角45°的值,坡比0%、0.5%、1.0%时植被走向与水流夹角15°的沿程能量损失介于30°、45°之间,坡比1.5%、2.0%时其沿程能量损失最大;不同植被走向角的沿程能量损失随水深增大变化趋势相同。     

温度对纳米氧化镁颗粒污垢特性的影响

为了探讨温度对纳米氧化镁颗粒污垢结垢特性的影响,通过改变循环工质入口温度和水浴温度实验研究了温度对纳米颗粒污垢在交叉缩放椭圆管中的结垢特性,并通过静置沉降实验验证了入口温度对循环工质聚沉情况的影响。结果表明,循环工质入口温度和水浴温度对纳米颗粒污垢特性都有显著的影响。随着循环工质入口温度的升高,污垢热阻渐近值明显减小,并且污垢热阻达到渐近值的时间缩短。随着水浴温度的升高,污垢热阻渐近值也随之减小,但是达到渐近值的时间略有增加。     

半球形涡流发生器CaCO_3污垢沉积特性实验研究

实验研究了矩形通道内半球形涡流发生器CaCO3污垢的沉积特性。采用直接称重法,通过改变球凸的截面直径(D=5、6和7 mm)和排列间距(S=10、15和20 mm)这两种结构参数,得出试片单位面积的结垢量,计算出抑垢率,从而分别绘制出随时间变化试片单位面积增重量和抑垢率的变化规律曲线。结果表明:与平板相比,带有球窝/球凸的试片单位面积增重量及污垢生长渐近值明显减小;当单一考察排列间距对结垢量的影响时,排列间距15 mm为实验范围内的最优布置间距,此间距下其试片单位面积结垢量最少,抑垢效果最佳;若只改变截面直径时,随着球凸截面直径的增大,试片单位面积结垢量呈现出先减小后增大的趋势,在实验范围内球凸直径为6 mm时其抑垢效果最好。     

涡流发生器表面参量与析晶污垢热阻间的关联分析

为研究换热表面上涡流发生器的流动参数和结构参量对析晶污垢的影响,并比较各类参数的关联程度。通过数值计算的方式,得出在不同入口速度、壁面温度和工质质量浓度下污垢热阻的变化情况。并得出在不同楞长、排列间距和半径下污垢热阻的变化情况。并根据灰色关联原理分析三个流动参数和三个结构参数与污垢热阻的关联程度。经分析其中两种流动参数对污垢热阻的影响高于所研究的结构参数的影响,但污垢热阻与楞长的关联度高于工质质量浓度的关联度。     

汽油机可变进气门相异升程机构研究

提出了汽油机可变进气门相异升程机构方案,通过调整进气凸轮相异角改变两个进气门升程差产生涡流和调整涡流。计算表明当齿轮螺旋角增大、分度圆半径减小时,相异角增大;存在相异角时,两进气凸轮转角不同,转矩与液压平衡力也不同,进气持续期随相异角增大而增加。有限元分析结果显示该机构凸轮轴安全系数为2.04,最大等效应变为6.73×10-4 mm,强度及刚度均符合要求,且不会发生共振。缸内稳流试验证实进气门相异升程能够产生大尺度涡流,并且进气流量几乎不变。当相异角为8°时涡流强度可达0.24,平均流量系数偏差仅为0.93%,滚流随相异角增加略有增强。相异升程汽油机性能试验表明适当的相异角会使中低速转矩提高2.94%,高速功率提高3.03%。