脉冲鼓泡床内鼓泡和颗粒混合特性的CFD-DEM数值模拟

基于FLUENT软件信息传递模式的MPI(message passing interface)并行计算平台,通过用户自定义函数(user-defined functions, UDFs)文件发展一种拟三维颗粒的计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)-离散单元法(discrete element method, DEM)耦合并行算法。采用该算法数值模拟了脉冲鼓泡床内气固两相流动,揭示了气相鼓泡特性和颗粒混合机制。数值模拟结果表明:该算法具有随计算节点数增加的良好扩展性能和加速性能;在鼓泡过程中,主流两侧的小尺度气流涡逐渐发展为双主涡;单气泡通过床层后,颗粒混合仅局限于射流触及区域;数值模拟结果与相关试验和数值模拟结果吻合较好,表明该并行算法能够较好的模拟稠密颗粒气固两相流中鼓泡和颗粒混合特性,为其在大规模并行集群上的应用奠定基础。     

静磁场对鲤鱼冷冻过程影响的实验

实验研究了鲤鱼在静磁场中的冷冻过程,所有样本质量为600～800g,腹部最厚处的尺寸为46～ 52mm。冷冻过程在速冻冷库中进行,冷冻方式为鼓风式冷冻,冷库温度设定为-35℃。施加的磁场强度分别为0G、3.6G、7.2G、10.8G,测量并连续记录冷冻过程中样本表面和热中心的温度。实验结果表明,磁场对鲤鱼不同冷冻阶段的影响规律不同。磁场对鲤鱼冷却阶段的影响较小,对相变阶段有着明显的促进作用,对冻结阶段有延缓作用。     

卧式螺旋管临界热流密度的流体模化

为检验经典的临界热流密度(critical heat flux, CHF)流体模化方法对于卧式螺旋管的应用效果,采用大功率直流电加热的方法对制冷剂HFC-134a在卧式螺旋管内的流动沸腾CHF进行了实验测试。通过运用Ahmad和Katto模型对实验测试数据和已有数据源进行模化计算发现:Ahmad和Katto模型确定的流量模化因子对于卧式螺旋管CHF的流体模化会产生较大的偏差,导致预测的CHF值高于实验结果。在实验数据分析的基础上提出了卧式螺旋管CHF流量模化因子的经验关联式。计算结果表明:应用该关联式对实验条件下卧式螺旋管CHF的预测偏差在±20%以内,其流体模化精度明显优于Ahmad和Katto模型。     

螺旋管换热器的过冷凝结方法研究

螺旋管换热器是一种新型高效换热器 ,蒸汽损失是影响其换热效率的重要因素。本文介绍了此种换热器的基本工作原理和应用 ,并提出了几种实现凝结水过冷的技术方案。     

质子交换膜燃料电池阴极传质过程的数值模拟

利用CFD方法对采用交指型流道质子交换膜燃料电池阴极的传质过程进行数值模拟,得到了阴极扩散层内氧气和水蒸汽质量浓度的分布特性,探讨了电池结构参数和操作条件对电池性能的影响。     

真空闪蒸制取冰浆系统(火用)分析

采用已有的计算冷量以及损失的公式,对实验室用真空闪蒸制取冰浆系统进行了(火用)分析。利用EES软件,对真空闪蒸法冰浆制备系统中的4个关键环节(冷水冰水混合、真空室内喷雾闪蒸、捕水器内蒸汽凝结成霜、制冷机制备低温盐水)进行计算,得出各个环节(火用)损失以及整个系统的(火用)效率。结果表明:实验用真空室内喷雾闪蒸环节的(火用)效率较高,捕水器内蒸汽凝结成霜的(火用)效率较低,制冷机组制备低温盐水(火用)效率最低,(火用)损最大,导致整个系统的效率相对较低。为了改善真空闪蒸制取冰浆系统的能耗,应对低温盐水制备环节进行优化或采用其他方式替代该环节。     

结构和工况参数对印刷电路板式换热器性能的影响

印刷电路板式换热器（PCHE）具有耐高温高压和结构紧凑的特点，因此常被用于超临界二氧化碳（S-CO2）布雷顿循环中。本文采用分段设计方法对PCHE建立了数学模型，与实验结果对比显示，热负荷、冷负荷、冷流体进口温度、热端换热面积、热端流量的误差分别为2.700%、0.330%、0.634%、0.683%、2.219%，证明了数值模型的正确性。对不同水力直径、壁厚及热端进口温度下的PCHE换热性能及阻力特性进行了对比分析，结果表明:水力直径与总传热系数和压降成反比，冷端压降大于热端；壁厚与总传热系数成反比，但压降对壁厚变化不敏感；热端进口温度越高，总传热系数和压降越小。研究结果可为PCHE的几何设计和热力学性能的研究提供一定参考。     

立式和卧式螺旋管内过冷沸腾起始点特性

在系统压力P=412~850 k Pa,过冷度?Tsub=4.7~15.0℃,热通量q"=0.11~10.90 k W·m~(-2),质量流量G=147.5~443.7 kg·m~(-2)·s-1的条件下,对立式和卧式螺旋管内R134a过冷流动沸腾起始点特性进行了实验研究。研究结果表明:当实验系统参数相同时,立式和卧式螺旋管内过冷沸腾起始点的热通量基本相同,但是立式螺旋管内过冷沸腾起始点壁面过热度小于卧式螺旋管;过冷沸腾起始点的热通量、壁面过热度随着过冷度和质量流量的增大而增大,但随着压力、螺旋直径的增大而减小。通过无量纲分析对实验数据进行非线性拟合,发展了适用于螺旋管过冷沸腾起始点的关联式。     

燃气内燃机智慧能源系统优化设计软件研发

为提高智慧能源系统优化设计的效率和准确可靠性,自主开发了一种燃气内燃机智慧能源系统优化设计软件,建立了能源系统的优化模型,构建了能源系统可供选择的设备数据库,利用LPSolve软件建立了以年最小费用为目标函数的混合整数线性规划算法,采用python语言开发了系统优化设计平台界面.该软件可根据用户的冷热电负荷等信息,快速...     

Kalina循环系统KCS11的热力学研究

KCS11是一种有效的低温余热发电方式,对其研究具有重要的意义。通过建立数学模型,利用EES软件仿真模拟,对基本KCS11和改进KCS11进行相同条件下热力性能分析和对比,结果证明:改进KCS11比基本KCS11具有更高的热效率和火用效率。