颗粒帘换热器颗粒均流装置的设计与实验

基于气粒两相快速热平衡原理,为保证颗粒帘换热器的效率,有必要使气流与颗粒均匀接触。针对颗粒均匀问题,设计一套以多孔板为主要部件的均流装置,并探究多孔板孔径及孔间距对均流效果的影响。结果表明:多孔板错列布孔,孔径6~10mm、孔间距35~50 mm的情况下,颗粒均流效果与孔间距的大小成反比,低于40mm后不再明显变化;孔径10mm、孔间距40mm的多孔板,颗粒均流效果较好。     

直接空冷凝汽器散热单元冬季阻力特性试验研究

以某电厂300 MW机组单排管直接空冷凝汽器典型散热单元为研究对象,对冬季不同环境温度、不同出口风速下翅片管换热器阻力特性进行了测试;并重点研究了自然通风条件下,翅片管换热器的阻力特性,测试结果表明不同环境温度下,翅片换热器空气侧流动阻力皆随着出口风速的增加而升高,呈指数关系递增;环境温度因素对散热单元流动阻力的影响不大。     

采用颗粒团离散单元方法研究颗粒浓度的非均匀分布

气固两相流中尤其是稠密气固两相流中颗粒浓度在空间的分布总是非均匀，局部颗粒聚集。该文直接以颗粒团为研究对象，采用颗粒团离散单元方法(DEM)，建立非球形颗粒团的运动碰撞的模型与算法，基于真实碰撞，跟踪每个颗粒团的运动，模拟3种均匀或非均匀流场内的颗粒团运动经历。计算结果展现了颗粒浓度非均匀局部聚集的过程，揭示不同工况下流场中颗粒团的大小，颗粒分布及局部颗粒聚集的规律，结果表明在均匀流场中，颗粒均匀密集，非均匀流场中，颗粒浓度的非均匀性加剧。所得计算结果合理，与前人的模拟结果及实验结果相符。同时计算表明，采用颗粒团DEM模型能真实地揭示稠密气固两相流的特性，并使计算量有效减少。     

直接空冷凝汽器单元传热性能的数值研究

直接空冷凝汽器由一个个直接空冷单元组成,对直接空冷凝汽器单元的研究具有重要的意义。依托实际工程项目,建立了某135MW直接空冷凝汽器单元流动和传热的数学模型。利用计算传热学（NHT）软件FLUENT,对夏季汽轮机考核工况（TRL）下,不同环境风速和风向,进行了空冷单元的性能的数值模拟。对直接空冷凝汽器外部空气的速度场、温度场的模拟、分析和研究。     

横向节距对锯齿螺旋翅片换热管特性影响的实验研究

为获得管束布置结构对锯齿螺旋翅片换热管特性的影响,在分析其影响机制的基础上对9个锯齿螺旋翅片管错列管束进行了实验研究,获得了横向节距对锯齿螺旋翅片管束换热与阻力特性的影响规律,并提出相应的关联式.结果表明:在横向相对节距范围2.31～3.15,相同雷诺数Re和纵向节距下随横向节距增大,翅侧努谢尔数Nu变化在±3%内;欧拉数Eu减小约20%;综合传热性能j/f(科尔伯恩传热因子与范宁摩擦因子比值)增大约25%.通过与错列光管管束的比较,表明锯齿螺旋翅片管束强化换热性能较优,在大型气体换热设备中具有广泛的应用前景.     

环境风对空冷单元运行性能影响的数值研究

通过加载汽轮机排汽在翅片管换热器中的凝结程序来模拟空气和蒸汽的换热过程,并利用FLUENT风机边界条件和多孔介质模型对空冷单元的空气动力特性进行建模,研究了环境风速对空冷单元风机风量的影响,分析了翅片管换热器换热量随环境风速及风温的变化规律,对比了加装挡风墙前后空冷单元运行性能的变化。计算结果表明：随着环境风速的增大,风机进口处不断扩大的负压区导致风机风量及换热器换热量的下降;环境风温的变化改变了换热器冷端的进口温度,使换热器换热量发生变化。挡风墙削弱了空冷单元热风回流率,但同时降低了风机的风量,两方面的相互作用最终使换热器的换热量几乎没有变化。环境风对空冷单元运行性能的影响规律为进一步研究空冷凝汽器的运行性能提供了理论依据。     

直接空冷凝汽器单元流动和传热性能的数值研究

直接空冷凝汽器由多个直接空冷单元组成, 因此, 对直接空冷凝汽器单元的研究具有重要的意义。依托实际工程项目, 建立了某135MW直接空冷凝汽器单元流动和传热的数学模型。利用计算传热学软件FLUENT, 对夏季汽轮机考核工况(TRL) 下, 进行了空冷单元的性能的数值模拟。对直接空冷凝汽器外部空气的速度场、温度场的模拟、分析和研究, 为直接空冷系统的优化设计提供帮助。     

带拓展面椭圆管束的换热、积灰及磨损特性研究

低温烟气换热器存在的积灰、磨损问题,会增加维修成本,降低换热系数,造成设备运行不稳定,引起安全事故等问题。利用数值模拟方法,采用可靠的数学模型,综合研究了不同拓展面的椭圆管束对烟气横向冲刷椭圆管束的换热、积灰及磨损特性的影响。结果表明：三种具有相同表面积拓展面的翅片椭圆管束具有不同的换热、积灰及磨损特性,其中,H形翅片管束具有最好的换热性能,略优于双H形翅片管束,矩形翅片管束的换热性能略差;由于开缝翅片的存在,H形翅片管束具有更好的抗积灰性能,然而,双H形翅片管束抗磨损能力略优于H形翅片管束。     

风机模型对直接空冷单元数值研究的影响分析

对模块化直接空冷单元的研究是空冷凝汽器研究的一项基础性工作。建立某直接空冷单元流动和传热的数值模型,利用计算传热学(NHT)软件FLUENT,研究简单风机模型与详细风机模型对直接空冷单元数值模拟结果的影响。结果表明:详细风机模型可反映空冷单元管束内外部空气速度场和温度场的实际情况。因此,对空冷单元及空冷岛进行模拟和分析时,应采用详细的风机模型。     

不同物性对椭球形颗粒在移动床中流动特性影响的模拟研究

采用多元颗粒模型对椭球形颗粒在移动床内的流动进行了离散单元法直接数值模拟。椭球形颗粒由3个叠加在一起的球元构成,建立了椭球形颗粒的碰撞机制,详细分析了其运动过程中的受力情况,主要是碰撞力和重力,并通过实验验证了模型的正确性。探讨不同物性颗粒在移动床内的流动特性,分析颗粒物性对流型、空隙率分布以及颗粒分离情况的影响。结果表明,滑动摩擦系数越小,颗粒流动越接近整体流,滑动摩擦系数越大,颗粒流动越接近漏斗流,且滑动摩擦系数越大,空隙率的波动范围越大,滑动摩擦系数越小,空隙率分布越均匀。滚动摩擦系数和弹性恢复系数对流型和空隙率的影响都很小。在二元混合物中,颗粒直径比越大,空隙率越小。不同尺寸颗粒混合物会导致颗粒分离,在下料时,颗粒直径比越大,细颗粒含量越少,但在物料卸出90%以后,细颗粒含量反而变大。滑动摩擦系数增大,在下料初始和最终阶段,细颗粒含量变大,而在下料中间阶段,细颗粒含量变少。     

基于CFD-DEM方法的太阳能阻碍流吸热器内部颗粒吸热和流动特性研究EI北大核心CSCD

新型直接式太阳能热化学吸热器的设计对太阳能高效制备燃料至关重要。针对直接式固体颗粒吸热器玻璃沾染、吸热器蓄热、吸热器回热等问题,提出一种太阳能阻碍流式吸热器,并采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)和离散元(discrete element method,DEM)的方法对吸热器内部颗粒吸热和流动特性进行研究。探索气体流速、辐照强度等因素对吸热颗粒通过率和温度分布的影响规律。结果表明入口气体流速为1m/s的时候,与非阻碍式吸热器相比,0.8s的时间吸热颗粒在阻碍式吸热器内部通过率由93.5%降低到了72.5%,然而,吸热颗粒的平均温度由1374.69K提升至1742.32K;阻碍颗粒预热后,即使在太阳光入射强度为0W/m^(2)的条件下,0.8s的时间,吸热颗粒出口平均温度依然能够达到1673.51K,最高温度可以达到1844.78K;当气体入口的流速从1m/s增加到3m/s,0.8s时刻,吸热颗粒的通过率也从72.5%减小到60.5%,同时其平均温度也由1742K降低到1633K。研究结果验证了新型吸热器的储热及抗热震效果。