横向出流陡坡消能塘体型设计与试验研究

陡坡消能塘水流在塘末端转向 90°进入下游渠道是一种特殊的布置形式。通过对一实际工程消能塘的水力计算与物理模型试验验证 ,提出了此类消能塘体型的设计方法并对设计计算中的几个问题进行了讨论     

竖壁贴附送风改善冷藏库内流场特性

果蔬贮藏期间,冷藏库内的气流分布是影响果蔬贮藏品质和送风能量利用率的关键因素,合理的气流组织对冷藏库内流场分布是至关重要的。该研究以某苹果冷藏库为研究对象,采用竖壁贴附送风方式,并对其流场建立了三维稳态的SST湍流模型来研究库内流场的分布特性以及货物的冷却效果,同时与传统的冷风机直吹送风的流场特性进行了对比。结果表明：在相同送风量下,相比冷风机直吹送风方式,竖壁贴附送风使得库内温度不均匀系数和速度不均匀系数分别降低了31%和47%。而且竖壁贴附送风使库内空气与货物的换热更加充分,进而使得送风的能量利用率提高了19%。因此,竖壁贴附送风方式应用于冷藏库是一种有效且节能的气流组织方式。     

纤维风管喷射渗透比对冷藏库内流场特性的影响

纤维风管因具有均匀送风的特点而适用于冷库中,为了明确其开孔形成的喷射送风和风管表面渗透送风的占比对于库内贮藏环境的影响,该研究以西安某实际苹果冷藏库为研究对象,采用数值模拟的方法研究了纤维风管喷射渗透比为仅喷射送风、3∶1、1∶1、1∶2和仅渗透送风这5种工况下冷藏库内速度场和温度场,以确定贮藏环境适宜的喷射渗透比。结果表明:在冷风机制冷量一定的前提下,随着喷射渗透比值降低(即喷射送风量减少),冷藏库内空气区平均速度近似线性降低且速度均匀性逐渐升高,相对于纯喷射工况而言,喷射与渗透相结合的送风方式可以更好地满足冷藏库风速要求;随着喷射渗透比值降低,冷藏库内货物区平均温度先降后升且温度均匀性逐渐降低,说明喷射为主渗透为辅的送风方式更能满足贮藏环境温度的要求。研究表明喷射渗透比为3∶1时库内平均速度低于0.5 m/s,货物平均温度为(0±0.5)℃,苹果贮藏环境适宜。研究结果为果蔬冷藏库纤维风管的设计及选型提供理论参考。     

冷库门空气幕性能的影响因素

以一个实际运行的冷库为研究对象,建立了包含冷藏间内部对流、冷库门空气幕射流及室外环境风场流动在内的三维整体耦合求解数值模型。在冷库门和空气幕同时开启的条件下,研究了冷库门空气幕喷口宽度、出口射流速度和喷射角度等参数对空气幕性能和效率的影响规律。结果表明,对于某个具体的冷库,存在最优的空气幕出口射流速度和最优的喷射角度,使得冷库门空气幕的性能最优,效率最大。空气幕的出口喷射宽度也不是越宽越好。     

CFD模拟气调库快速降氧过程O_2和CO_2浓度变化规律

O2和CO2浓度对果蔬的贮藏品质有着极大的影响,获得其在气调库内的变化和分布规律可以为气调库优化设计提供理论依据。该文以西安某苹果气调库为研究对象,采用k-ε紊流模型建立了气调库内气体流动、传热与传质的三维数学求解模型,并通过编写UDF程序获得苹果呼吸强度和冷风机送风口O2、CO2质量分数随库内气体组分浓度变化实时数据。经过对该气调库的快速降氧过程数值模拟获得库内O2和CO2浓度随时间变化的规律,并与试验数据呈现较好的一致性,相对偏差平均值为0.027。结果表明库内气体区O2浓度随时间呈指数衰减。该文的研究对象经过4.1 h,气体区O2浓度下降速度小于货物区,此时提高制氮机制氮体积分数会缩短降氧时间。气体区和货物区CO2浓度变化规律相似,升高速度逐渐变小。库内O2和CO2浓度分布在气体区比较均匀,在货物区则存在一定的梯度,货物区中心位置不利于果蔬的贮藏。该文研究对于获取实际气调库降氧时间及选择合理的制氮机,改进气调工艺具有重要参考价值。     

装设均匀送风管道对冷藏库气流流场特性的改善

果蔬冷藏环境对库内温湿度及速度场的均匀性有较高要求,采用冷风机加均匀送风管道的形式可以更好地满足果蔬贮藏的条件。该文针对某200 t苹果冷藏库,研究了库内装设与不装设均匀送风管道时库内的温度场、速度场及相对湿度场的分布情况。文中建立了冷风机(加均匀送风管道)-货物-库内空气环境的气体流动、传热与传质的三维耦合数学求解模型。在冷风机送风速度为5.24 m/s,送风温度为271.15 K,送风相对湿度为90%的条件下,数值模拟研究了冷藏库内速度场、温度场及相对湿度场,并通过计算不均匀系数及空气分布特性指标(air diffusion performance index,ADPI)对流场特性进行了评价。结果显示,当库内装设均匀送风管道时货物区速度不均匀系数比不设送风管道时降低22.65%,温度不均匀系数降低20%,相对湿度不均匀系数降低22.73%,空气分布特性指标增大11.13%。因此,装设均匀送风管道时库内速度场、温度场及相对湿度场均更加均匀。     

窄缝式消能工在重力拱坝坝面溢流中的应用

在陕西洋县卡房水利枢纽水工模型试验研究的基础上，首次将窄缝挑坎和扩散挑坎进行有机结合，运用在重力拱坝坝面溢流的泄洪消能上。充分利用了窄缝挑坎的高效消能和对水舌的灵活导向，拓展了窄缝挑坎在重力拱坝坝面溢流消能防冲方面的应用。     

三维CFD模型预测热压作用下冷库门的冷风渗透率

以一个实际冷库为研究对象,研究在热压作用下冷库大门的冷风渗透速率.分别利用理论分析方法和几种经验公式对穿过冷库大门的冷风渗透率进行了计算分析.同时,通过建立在热压作用下的冷库内外气流流动的三维CFD数值模型,数值分析了在一定冷风机吹风速度时,冷库内和大门处的温度和速度场,以及穿过冷库大门的冷风渗透率.通过比较不同经验公式的计算值和CFD预测结果,表明利用Gosney,Fritzsche和Tamm修正公式与CFD技术所得结果偏差约为5%.     

果蔬冷库进货期间货物温度稳定性的影响因素

温度是果蔬贮藏环境最重要的参数。为了研究果蔬进库过程中影响货物温度稳定性的因素,该文以西安某苹果冷藏库为研究对象,建立冷库环境三维非稳态数值求解模型,模拟了进货过程中新进货物摆放间距、进货温度和进货量对达到贮藏条件货物温度稳定性的影响。模拟结果表明,在实际运行管理中,存在适宜的进货温度和进货量,可使苹果贮藏环境受进货过程影响最小,进货效率最高;增大进货间距可以减小对货物温度场的影响,进货摆放间距并不是越大越好。该文研究的冷库,进货过程中货物应先预冷到3℃再进库,进货摆放间距为0.5 m,进货量不大于10%。     

竖壁贴附送风改善冷藏库内流场特性

果蔬贮藏期间,冷藏库内的气流分布是影响果蔬贮藏品质和送风能量利用率的关键因素,合理的气流组织对冷藏库内流场分布是至关重要的。该研究以某苹果冷藏库为研究对象,采用竖壁贴附送风方式,并对其流场建立了三维稳态的SST k?ω湍流模型来研究库内流场的分布特性以及货物的冷却效果,同时与传统的冷风机直吹送风的流场特性进行了对比。结果表明:在相同送风量下,相比冷风机直吹送风方式,竖壁贴附送风使得库内温度不均匀系数和速度不均匀系数分别降低了31%和47%。而且竖壁贴附送风使库内空气与货物的换热更加充分,进而使得送风的能量利用率提高了19%。因此,竖壁贴附送风方式应用于冷藏库是一种有效且节能的气流组织方式。