含空气蒸汽冷凝换热特性的数值模拟分析

为定量考察气体流速、壁面过冷度、换热面高度和气体压力对含空气蒸汽冷凝换热的影响,本文采用数值模拟的方法进行了分析。计算了基于COPAIN试验装置和CFD软件STAR-CCM+中的扩散理论冷凝模型,在主流流速0. 1~3 m/s、壁面过冷度4℃~50℃、换热面高度0. 5~6 m以及气体压力0. 1~0. 6 MPa的条件下讨论了冷凝换热特性。研究表明:冷凝换热系数在主流流速小于0. 5 m/s的自然对流主导区内几乎不受速度的影响,换热系数相对偏差在6. 7%以内;壁面过冷度的幂指数可用空气质量份额和过冷度的函数来表示且幂指数范围为-0. 008 3~-0. 367;换热面高度在1 m以内时对冷凝换热性能有明显影响;不同蒸汽质量份额条件下,冷凝换热系数与压力的0. 64次方成正比。通过对计算结果的分析得到了冷凝传热性能与各影响因素之间的量化关系,这对进一步认识含空气蒸汽冷凝现象有一定的指导意义。     

含多组分不凝气体蒸汽冷凝的热扩散模型

提出了考虑热扩散的非等温扩散层模型,根据提出的模型模拟计算了蒸汽冷凝过程中存在N_2和H_2情况下扩散层中各组分的变化情况,N_2和H_2在主流区的摩尔分数分别为0.2和0.1.模拟结果表明:分子量较大的N_2在界面附近大量聚集,而分子量较小的H_2则分布较为均匀,因此N_2对凝结过程中热质传递的影响更为显著.在不同温度梯度下,扩散层中H2的浓度变化要大于N_2,这是由于H2的热扩散因子要大于N_2.最后,利用新的热扩散层模型计算了包含空气的冷凝过程中总的换热系数,并同已有实验结果进行了对比,新模型比传统扩散层模型更加吻合.     

含不凝气体的蒸气冷凝换热的计算方法

建立了用换热参数计算合不凝气体的蒸气冷凝有效换热温差的方法，推导了换热参数的表达式，讨论了组元扩散流对传热的影响。     

不凝性气体存在时蒸汽在竖管内强制对流凝结换热的计算

用分段步进迭代解法对水蒸汽在不凝性气体存在的情况下在竖管内强制对流凝结时局部的热、质传递进行了分析研究。计算结果与实验数据吻合较好。文中的方法及相应的程序可用于凝结器设计及预测凝结换热数据     

压电式锡膏喷射阀特性

为了实现非接触式锡膏喷印以满足现代表面贴装技术中的精度高、速度快、灵活性强的要求,研制了一种压电式锡膏喷射阀。该系统利用压电叠堆作为驱动源,采用撞针与喷嘴相互分离的撞击式喷射技术实现锡膏的喷射。首先,对锡膏的喷射进行理论分析,并利用Fluent分析了撞针结构、喷嘴直径和撞针速度等参数对锡膏微滴喷射的影响;最后,搭建了喷射系统实验平台,对锡膏微滴喷射性能进行测试,得到了喷嘴与撞针之间间隙、开阀时间和驱动气压对锡膏微滴直径的影响规律。     

亲-疏水两层结构表面强化蒸汽冷凝传热

为了研究蒸汽在不同润湿性结构表面上的冷凝传热性能,基于协同排液思想和仿生理念,利用化学刻蚀法制备超疏水-超亲水两层结构表面：一层为超疏水表面,另一层为经双氧水氧化的烧结乳突结构表面,2层之间为空腔. 研究组合结构、过冷度和冷却水体积流量对冷凝传热的影响. 实验结果表明：亲-疏水组合结构表面的冷凝传热系数最高. 当过冷度为5.0 K时,组合结构表面的冷凝传热系数分别为光滑铜表面和单一超疏水表面的4.8、1.8倍. 冷凝形成的液滴在向乳突运动的过程中主要受到2个驱动力：接触乳突结构后受到的拉普拉斯压差作用力、乳突内部孔隙所产生的毛细吸力. 组合表面的冷凝传热系数随冷却水体积流量的增大和过冷度的增大而逐渐减小.     

除湿槽对涡轮叶栅非平衡凝结流动的影响

为准确模拟汽轮机末级长叶片湿蒸汽流场,基于双流体模型开发了汽液两相非平衡凝结流动计算方法,对表面开设除湿槽的某汽轮机末级叶片进行数值研究,分析涡轮叶栅内不同除湿槽结构对非平衡凝结流动的影响及作用特点．结果表明,在叶片表面吸力面开设的除湿槽能有效降低叶栅喉部水滴成核率,从而降低相变引起的非平衡凝结损失,使叶栅出口的较大直径水滴数目显著减少;具有较大的来流进口宽度和引流结构的除湿槽结构,有利于提高湿蒸汽级长叶片表面的水膜抽吸效果．     

火力发电厂汽轮机驱动给水泵节能分析

用小型汽轮机驱动给水泵,实现热功直接转换,提高能源利用率。汽轮机采用变转速调节,可以减少节流阀的压力损失。汽轮机的能量转换效率更高,提高了火力发电厂的经济性,锅炉给水系统运行更加安全可靠。     

空气对水平管内蒸汽强制对流冷凝换热特性的影响

为了研究含空气蒸汽在水平管内强制对流冷凝换热特性,通过实验分析了空气含量及气相流速对局部换热系数的影响;分析了不同空气入口质量分数下,局部换热系数与换热管上、下壁面温度沿换热管轴向的分布规律。结果表明:局部换热系数随空气质量分数的增加而减小,而气相流速的增加会削弱空气对冷凝换热的抑制效果;与纯蒸汽冷凝不同,换热管外下壁面温度会在轴向某一位置后大于上壁面,并且随着入口空气质量分数的增加,该位置逐渐向换热管入口移动;局部换热系数沿轴向变化结果在环状流和波状流条件下存在差异,当空气含量增加时,这种差异会随之减小,使得换热管内局部换热系数轴向变化规律趋于一致。     

膨胀率对湿蒸汽自发凝结流动影响的数值分析

结合液滴成核、生长理论,在无滑移假设下,导出了描述存在自发凝结湿蒸汽两相流动的方程组,对喷管中的湿蒸汽自发凝结不平衡稳定两相流动进行了数值模拟,得到了沿喷管轴向蒸汽两相参数的分布。分析了相同进口蒸汽参数和喷管形状下,膨胀率对蒸汽压力、过冷度、水滴半径、蒸汽湿度沿轴向分布和成核率大小的影响。汽轮机内湿汽损失的大小与蒸汽过冷度、水滴半径、湿度大小和由于凝结产生的“压力冲波”剧烈程度等因素有关,膨胀率是影响这些因素的主要参数。通过选择合适的膨胀率,对通流部分进行优化设计,控制蒸汽凝结的成核过程,可以预期减小级的湿汽损失。     

Starting of HPS lamps driven by electronic ballast

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滴状冷凝的实现方法研究进展

为了更好地基于不同用途选择合适的滴状冷凝表面,针对滴状冷凝的实现方法、其滴状冷凝换热性能和寿命进行综述.结果表明：增强滴状冷凝表面的疏水性能不会同时显著提高滴状冷凝换热性能;滴状冷凝的表面寿命限制了其工业应用;滴状冷凝工质目前主要针对水蒸汽,缺乏对工业中普遍存在的低表面张力工质的关注;现有方法得到的滴状冷凝表面对温度敏感,温度过高或过低均会影响其性能;未来发展宽温区、适用于低表面张力、长寿命的滴状冷凝表面是非常必要的.     

一种汽轮机组排汽焓和最优初压在线计算方法

通过对已往的汽轮机变工况计算方法的分析,提出了以汽轮机末级抽汽或次末级抽汽(过热蒸汽状态)为计算起点的汽轮机顺序变工况核算方法。根据初始假定的末级流量和现场实际的末级前热力状态和背压,用汽轮机变工况流型判别准则,判别级的流型,然后从末级前参数开始顺序进行一次级的变工况核算,得到新的排汽焓,最后算得机组热耗率和排汽焓。以此方法为变工况计算的基础,并利用系统分析方法,建立了在线确定单元机组最优运行初压的数学模型。为火电机组的优化运行提出了一种新思路。     

数字孪生驱动的机身形状控制方法

针对人工调整机身筒段形状过程中存在的精度低、效率低以及局部过大应力的问题,提出基于数字孪生驱动的机身形状控制方法,搭建融合形状控制策略优化算法和虚拟调试技术的数字孪生系统. 在实时数据的驱动下,实现机身形状控制系统物理空间与虚拟空间的数据交互、动态映射. 研究结合遗传算法和深度学习的形状控制策略优化问题,通过ANSYS批处理多载荷步的方法,验证形状控制策略的可用性,在保持机身筒段应力均衡的状态下调整机身形状. 实验结果表明,利用构建的数字孪生系统和形状控制策略,可以有效地将筒段形状控制精度提高25.8%,将筒段形状控制效率提高414.3%,将局部最大应力减小42.5%.