水-油连续螺旋折流板换热器热力性能研究

利用计算流体力学(Computational Fluid Dynamic, CFD)方法，针对连续螺旋折流板换热器建立物理模型和数学模型，在管侧介质为水和壳侧介质为原油条件下，研究不同原油流量及螺旋角对螺旋折流板换热器内部流场、换热性能及阻力性能的影响，并拟合了水油换热时螺旋折流板换热器的Nu、f与Re的关联式。结果表明：22°螺旋角的螺旋折流板换热器与其它较小螺旋角换热器对比，壳侧压降和换热系数逐渐减小，综合换热性能最佳。通过对壳侧原油为层流状态下的阻力系数和对流换热系数关系式进行拟合，更好地指导水-油连续螺旋折流板换热器的热力设计。     

煤制氢变换单元压降对压缩 功耗的影响及优化

通过分析煤制氢装置各单元压降的特点,以及中压、低压制氢装置压缩机功耗随装置压降变化的规律,得出减小变换单元压降成为降低煤气化制氢装置总压降的关键,同时分析了变换单元压降变化对压缩机功耗的影响,并提出了压降优化建议。     

自然循环工况下离心泵阻力特性的实验研究与数值模拟

停转后泵的阻力特性对自然循环流量影响明显。为研究低流量自然循环工况下离心泵的阻力特性，设计了实验台架，对离心泵的正向压降、反向压降和损失系数进行了测量，实验雷诺数为2.0×10⁴～1.5×10⁵。实验表明：相同雷诺数下，反向压降明显高于正向压降；雷诺数大于8×10⁴时，损失系数基本保持不变，而低雷诺数下损失系数随雷诺数的降低有增大的趋势；基于实验得到了损失系数的经验关系式。采用CFD方法对离心泵的内部流场进行了模拟，计算表明：CFD方法能较好地预测损失系数，RNG k-ε模型与实验值的相对误差不超过10%；离心泵的压力损失主要集中在叶轮、导叶等结构的交界区域；正向与反向流动的流场分布存在显著区别；低雷诺数下局部流动更加不稳定。     

油气多相流流动特性分析

油气混输作为管道输送中一种常见形式,它在管道中的流动比较复杂,不同的参数会发生变化,特性也会发生相应的变化,所以本文主要分析了多相流流型的分类和流动特性,还对多相流的几种经典模型进行了分析。通过对多相流模型进行分析及探究,选取了其中两种模型进行了压降计算。根据多相流的特点以及其主要模型的对比,笔者认为:当管道内混合物容量减少,气体容量不变的情况下与气体容量增加,混合物容量不变的情况下多相流流型的变化与理论分析结果基本一致。     

R32与R290在小管径内的沸腾压降与换热特性研究

搭建5 mm内螺纹小铜管内水平单管沸腾实验台,实验工况为饱和蒸发温度20℃,热流密度25 kW/m~2,质量流速100～300 kg/(m~2·s),干度0.1～0.9。对比研究替代制冷剂R32与R290在不同干度和质量流速下的沸腾压降与换热特性。结果表明:两种制冷剂的摩擦压降均随质量流速的增加而显著增大,R290的摩擦压降比R32平均大59.4%,且随着干度的增大摩擦压降的差值呈上升趋势。R32与R290的沸腾换热系数与质量流速呈正相关,在0.1～0.6中低干度区域内,R32的沸腾换热系数明显大于R290,但在干度大于0.6的高干度区域内,R32的沸腾换热系数仅比R290大9.8%,两者数值较为接近。通过对SunMishima压降关联式与Li换热关联式进行修正,提高了关联式的准确性,修正后实验值与预测值的压降平均相对偏差为15.93%,沸腾换热系数平均相对偏差为16.71%。     

煤粉掺混煤液化残渣萃余物的气力输送压降特性研究

为研究煤直接液化残渣萃余物与煤混合后的气力输送压降特性,本文在最大操作压力6 MPa,输送管道内径DN25和DN15的气力输送装置上,针对两种粉体M1(煤粉)和M2(煤粉掺混20%萃余物的混合粉体)展开了多工况的实验研究。结果表明:掺混萃余物会导致水平直管的压降大小和压降波动性增大,且在低气速区域该现象更为明显;采用水力光滑管计算公式来计算气相摩擦因数,当表观气速大于8 m/s时,压降计算值与实验值有较大误差,通过最小二乘法对气相压降进行优化计算后,得到DN25和DN15管道的壁面粗糙度分别为0.015 mm和0.013 mm,气相压降计算误差小于10%;通过量纲分析法得到颗粒相摩擦因数模型,M1和M2的压降计算值与实验值误差在30%以内;在低弗洛德数(Fr)下,M2的颗粒相摩擦因数明显高于M1,而随着Fr的增大,两者则趋向一致;气相压降是总压降中不可忽略的一部分,随着表观气速的增大,颗粒相压降占比逐渐减小;随着固气比的增大,颗粒相压降逐渐增大。     

一种自动化密封检测装置的设计与试验研究

为解决低压密封仪器设备密封性能的室内快速检测问题,基于压降法,给出了低压密封仪器的检测原理、判定方法,并通过实验进行了验证。基于该方法,设计了一款自动化密封检测装置,可实现多通道并行实时检测,便于室内操作,方便可靠。     

狭缝节流空气静压轴承局部气膜流场的直接数值模拟

采用3阶精度的迎风格式及2阶精度的中心差分格式,直接求解二维非定常N-S方程组,研究狭缝节流空气静压轴承压降恢复之后区域的流场特性。使用雷诺方程计算相同位置气膜中心处的流场状态,并与直接数值模拟方法的计算结果进行对比。结果表明:雷诺方程与N-S方程在计算域内计算结果基本一致,两者压力偏差为0.173%,速度偏差为1.217%;流场压力、密度沿气流方向逐渐减小,但在气膜方向几乎不变;流场速度、压力梯度沿气流方向逐渐增加,速度在流场出口处达到最大值;直接数值模拟方法得到了流场的温度变化,即整个流场的温度变化很小,温度整体呈上下高、中心低的分布,而雷诺方程无法计算得出整个流场的温度变化情况;采用雷诺方程计算轴承压降恢复之后区域的流场是合理的。     

基于CFD方法的反应堆流量分配结构的优化设计

采用商用软件ANSYS CFX12.1对反应堆压力容器内流体区域进行计算流体动力学(CFD)分析,获取了相关结构的压降、堆芯入口流量分布和交混特性等参数,研究球形和格架两种不同流量分配结构形式对堆芯入口水力特性的影响,通过结构参数的优化,确定最终流量分配结构设计方案。     

大规模SoC的电源网络设计

介绍了适用于SoC的电源网络设计方法。通过优化power pad的数目与布局,合理设计power ring和power grid的宽度,有效降低了电源网络上的EM和IR-drop。保证了电源网络分配的可靠性,实现了一种So C的电源网络设计。