冷热水混合器流动传热特性的数值模拟

目前,中央热水工程向大型自动化和人性化方向发展,工程恒温热水混合器应运而生,它是供水系统专门配套的全自动洗浴水温控制设备。运用CFD软件的RNGk-ε湍流模型对冷热水混合器进行三维数值模拟,研究其内部流场和温度场的变化情况,同时分析了入口直径、入口速度、入口热水温度等因素对混合器内的流场分布及混合效果的影响。研究结果反映了混合器内部的复杂流动,为混合器的设计和改进提供了理论依据。     

电加热烘干房模型内气体流动与传热的数值模拟研究

文中利用数值模拟研究的方法对烘干房模型内部瞬时流场和温度场进行了分析。搭建了PTC(Positive Temperature Coefficient)烘干房模型实验装置,获取了典型位置处的温度数据,基于所获取的温度数据验证了Airpak数值模拟结果的可靠性。研究发现PTC横向平行摆放模型中在送风口风速和风温为2 m/s、20℃情况下,PTC基板温度达到了208℃,格栅处温度达到了60℃,烘干房内部大部分位置风速达到了0.8 m/s。通过温度场及速度场的对比确定了PTC的最佳排列方式为横向平行排列。     

波纹管层流传热与流动的三维数值模拟

应用计算流体力学软件FLUENT对波纹管在层流情况下的传热与流动问题进行了三维数值模拟。所模拟的波纹管的母线由多段凹凸圆弧组成(半径分别为R1和R2),其公称直径为20mm,长度为2m。模拟了几何参数R1、R2对其传热与流动性能的影响。在模拟过程中压力-速度耦合选用SIMPLEC格式,压力方程的离散选用Standard格式,其他方程的离散均选用QUICK格式。结果表明:与光管相比,层流情况下波纹管能显著强化传热,在雷诺数(Re)相等情况下,波纹管的R1越大、R2越小时的强化传热效果越好;在几何参数相同情况下,Re越大,强化传热效果越好,在所研究的范围内,Nu最大增加了199.5%。同时,波纹管还具有良好的流动性能,大部分Re的范围内流动阻力系数小于光管的情况,并且随着Re的增大而逐渐接近于光管的摩擦系数。     

管壳式换热器流动与传热的三维数值模拟

应用计算流体力学软件FLUENT对一小型管壳式换热器的流动与传热问题进行了三维数值模拟。换热器壳体直径为130mm,12根20mm×1 500mm的换热管正方形排列,折流板为30%缺口的弓形折流板,模拟了3种不同折流板间距的情况。模拟过程采用雷诺应力湍流模型,压力速度耦合选用SIMPLEC格式,压力方程的离散选用Standard格式,其他方程的离散均选用QUICK格式。数值模拟结果表明:减小折流板间距对总体传热系数的增加不太明显,但却显著增加了壳程的流动阻力。最后应用Bell法对3种不同折流板间距的数值模拟结果进行了校核,他们之间的最大误差为6.57%,表明数值模拟结果准确可靠。     

回转式空气预热器传热元件传热与流动三维数值模拟

为提高回转式空气预热器的传热性能,降低其流动阻力,需要对其内部的传热元件进行板型的优化设计。利用计算流体力学软件fluent,对回转式空气预热器几种常用传热元件的传热与流动问题进行了三维数值模拟研究。对模拟数据进行分析,得到了不同传热元件的传热特性及阻力特性曲线,通过对具体模拟数据的对比分析发现:带波纹的传热元件的换热效果较由光板组成的传热元件好;随着板型当量直径的减小,单位体积的换热面积逐渐增大,传热元件的换热效果不断提升,流动阻力不断增大;同类型板型的几何参数对其传热特性及阻力特性有较大影响。模拟结果可为传热元件的选型优化以及回转式空气预热器的设计计算提供基础数据。     

相变蓄热地板采暖房间室内空气温度场模拟与分析

通过建立相变地板蓄热供暖房间的三维物理模型以及室内空气温度场的非稳态传热数学模型,用Fluent软件对室内空气速度及温度分布进行模拟计算,并对模拟计算结果进行分析.研究结果表明,相对其它供暖方式而言,相变地板蓄热采暖的房间空气温度分布较均匀,在较低的空气温度条件下也可以达到同样的室内舒适性.相变地板采暖完全可以满足人们热舒适度的要求,同时也可实现节能、电力移峰填谷的目的.     

闪速炼铜余热锅炉辐射室流场温度场数值模拟

针对某大型闪速炼铜炉余热锅炉,提出采用计算流体动力学（CFD）技术模拟锅炉辐射室内流场和温度场的模型和方法.模型中考虑湍流计算、化学组分扩散计算以及传热计算.通过对初始方案和若干调整方案模拟结果的比较分析,掌握在辐射室中部布置挡板,并在辐射室入口处喷入硫酸盐化风时的辐射室流场及温度场总体分布规律.结果表明：辐射室挡板对于高温烟气扩散并充满整个辐射室至关重要,位置和尺寸对流场及温度场的整体形态具有决定性影响;盐化风应喷入到高温烟气的前冲途径上,以有效打散高温烟气团,降低烟气的前冲动能.     

干热岩人工裂隙三维流动传热的数值模拟研究

干热岩流动换热模型主要以二维模型假设为主,不能全面反映人工裂隙内的三维流动传热物理过程.利用ANSYS Fluent商业软件建立了单裂隙三维流动换热数值模型,并开展了相关数值模拟计算,分析了不同因素下对于干热岩裂隙内流体温度的影响,获得了裂隙内流体在不同条件下的传热规律.数值模拟结表明:影响干热岩人工裂隙换热的主要因素包括工质注入速度、人工裂隙宽度、人工裂隙长度和流体初始温度.在给定裂隙长度及流入速度的条件下,人工裂隙宽度越小,出口处流出的流体温度越高,流体流经的裂隙长度越长,热突破时间越长.在裂隙宽度、长度相同时,工质流速越小,流体出口处温度越高,流入速度越慢,热突破时间就更长,传递的热量就越多.对于不同的裂隙宽度及流入速度,裂隙长度达到一定程度后,水温才能升高到与基岩一致.     

连铸中间包内流场与温度场的数值模拟

针对国内某钢厂中间包,利用CFD软件FLUENT研究该中间包内传输现象,计算挡墙对中间包流场和温度分布的影响,结果表明设置合适的中间包挡墙,能明显改善中间包内的流场和温度场.     

离心风机内部流场三维数值模拟

随着计算流体力学和计算机技术的快速发展,流体机械内部流场的研究有了很大的进展,目前用CFD软件对离心风机内部湍流场的数值模拟成为一种重要的研究方法,文章采用CFD商用软件FLUENT6.1对离心风机内部流场进行了三维数值模拟,分析其内部的流动情况,并根据数值模拟结果优化相关的设计参数,以保证离心风机具有良好的性能。     

弹头引信飞行气动热数值模拟及传热规律研究

炮弹、火箭弹增程后射击精确度明显下降,并且出现瞎火甚至早炸问题,而飞行气动热是火箭弹弹头引信热特性的主要影响因素.以某型号火箭弹为研究对象,通过Fluent软件仿真,获得了火箭弹引信在弹道飞行过程中,各个时刻的驻点温度和锥面空气附面层温度分布.通过对内部传热模型的建立和瞬态解算,揭示了弹头引信内部各关键点的热变化规律.仿真结果显示:温度变化对速度变化具有很好的跟随性,并能为引信电源热利用提供依据.     

Q460E-Z35钢焊接传热过程的数值模拟

对Q460E-Z35钢进行了温度场和应力场的三维数值模拟。模拟结果验证了当钢材与所选的焊材匹配时,不产生裂纹的最低预热温度为150℃,提高预热温度可以更好地提高焊接材料的抗裂性。模拟结果对Q460E-Z35钢焊缝抗裂纹的能力、焊接接头的使用性能以及焊接接头抗脆性断裂的优化设计具有指导意义。     

汽车废热发电系统中喷管的流速场数值模拟

采用有限元法通过控制容积方程对三种渐缩型喷管(锥型喷管、整流型喷管、变截面型喷管)中流体流动进行数值模拟.计算结果表明:在相同工况下,当λ=b/a=0.16时,锥型喷管出口流速最大,回流最小.计算结果表明,对废热发电系统中汽轮机喷管,特别是有机工质低沸点朗肯双循环系统所用的汽轮机喷管的设计有参考价值.     

二元熔盐在螺旋槽管内流动和传热特性数值模拟

为探索数值模拟方法预测二元熔盐在螺旋槽管内的流动和传热特性研究中的可行性,使用Ansys软件对熔盐在不同几何参数的螺旋槽管内的流动和传热特性进行数值模拟。采用半周加热,研究在不同工况下熔盐入口温度和热流密度变化时熔盐的流动和传热特性。通过数值模拟得到了熔盐在螺旋槽管内的流动速度分布云图和矢量图,得到了熔盐在管道出口温度分布云图,并计算得到熔盐在管内的Nu-Re变化曲线。结果表明,熔盐管内流速呈现周期性变化,同时产生二次环流流动。熔盐在螺旋槽管内的传热Nu数和Re数的变化趋势一致,出口温度分布不均匀性较小。随着螺旋槽管槽深的增大,对熔盐的传热效果也相应提高。熔盐入口温度越高,螺旋槽管内熔盐的传热效果越好。     

水喷淋冷却烟气数值模拟结果

对某发电有限公司1000MW机组在事故状态下,对不同工况下的模拟结果进行了分析与讨论,给出了不同烟气温度、不同喷水条件下烟道内的速度场、温度场,并对重要参数进行了统计比较。     

低温地板辐射供暖的动态仿真

建立了低温地板辐射供暖系统传热过程的数学模型，通过数值模拟，用有限差分计算了地板内的温度场。利用动态仿真程序预测了不同的供回水温度、埋管层厚度、盘管间距对地板传热过程、地板表面温度的影响，并在典型工况下，通过对理论值与实验值的分析，验证了本模拟程序的正确性。该研究为地板辐射供暖系统的推广应用奠定了基础。     

夏季办公室气流组织的模拟研究

建立以办公室房间上送风、下回风的气流组织的三维模型,通过Fluent软件进行数值计算,给出室内不同送风速度、不同入射角度下的速度场分布和温度场分布状况。通过对不同位置的速度矢量图和温度云图的分析,得到了该室内较合理的气流组织,并依此来指导办公室内空调的设计和改进。     

横掠膜片管束周期性充分发展换热的数值模拟

用ＳＩＭＰＬＥ算法对横掠膜片管束周期性充分发展层流流动换热进行了数值模拟，得到了不同Ｒｅｙｎｏｌｄｓ数下的摩擦阻力系数和Ｎｕｓｅｌｔ数