蒸汽流冷却水喷雾掺混蒸发过程一维数值模拟

通过分析高温水蒸汽流中冷却水喷雾液滴的蒸发和液滴与蒸汽流之间的掺混过程,建立描述蒸汽流动和液滴运动变化的数学物理模型。基于欧拉拉格朗日方法和SIMPLE算法设计了一维程序进行仿真计算,获得了试验器中蒸汽相压力、温度、速度的分布及冷却水喷雾液滴的粒径、速度、温度的变化过程。针对不同的冷却水喷嘴结构和工况参数进行一维仿真计算,得到各参数对掺混蒸发过程的影响,为合理控制蒸汽流冷却过程提供指导。     

换热冷却的实验与仿真研究

为了正确分析切削介质的强化冷却对金属切削过程的影响,采用实验和仿真对比分析的方法,探讨了不同冷却方式下试件"汽化能力"的最佳值问题.应用商业有限元软件DEFORM-2D,对材料进行了强化冷却条件下的正交切削有限元模拟,讨论了金属切削过程中切削温度和切削力的变化.结果表明:不同的材料,不同的切削区温度,都有相应的最佳冷却方式,并不是强化冷却方式越强即换热系数越大,冷却效果就越好.只有达到材料的最佳"汽化能力"亦即发挥了材料的最佳换热性能时,才能达到最佳的冷却效果.     

基于DEFORM-3D的镍基合金钢的切削性能仿真研究

基于DEFORM-3D V6.1建立了三维切削有限元模型,对镍基高温合金IN718切削过程进行了模拟,获得了不同进给量、切削速度和背吃刀量下切削力、切削温度的变化规律；研究了在不同冷却方式下镍基合金加工过程的温度变化趋势.仿真结果表明:对切削力而言,各因素中切削速度影响最小、背吃刀量影响最大；对切削温度而言,各因素中切...     

导弹舱室固体火箭发动机意外点火的喷雾降温数值模拟

为防止舰船导弹舱室内固体火箭发动机发生意外点火,避免出现火灾事故,对导弹舱室内固体火箭发动机意外点火的燃气流场进行数值模拟,并基于组分输运和DPM离散相喷雾模型对导弹舱室内的喷雾降温效率进行耦合计算。然后,通过改变喷嘴组合位置、喷嘴数量、喷雾强度、雾锥角和水温研究相关因素对导弹舱室喷雾降温效率的影响。结果显示：在喷雾降温作用下,导弹舱室内的温度快速下降,温度在3 s内可下降至400 K以下。但是,射流冲击区的降温却不理想,且导弹舱室的底板还需要特殊的热防护措施。同时,考虑到火源的随机性,喷嘴应尽可能均匀布置,数量不宜过少且雾锥角应较大,以提高降温效率。然而,当喷雾强度增大至一定程度后,若再继续增大,降温效率的提高却不明显。研究表明,采用所提喷雾降温数值模拟方法对导弹舱室内固体火箭发动机的意外点火情况进行降温和防控均有效可行。     

导弹舱室固体火箭发动机意外点火的喷雾降温数值模拟

为防止舰船导弹舱室内固体火箭发动机发生意外点火,避免出现火灾事故,对导弹舱室内固体火箭发动机意外点火的燃气流场进行数值模拟,并基于组分输运和DPM离散相喷雾模型对导弹舱室内的喷雾降温效率进行耦合计算。然后,通过改变喷嘴组合位置、喷嘴数量、喷雾强度、雾锥角和水温研究相关因素对导弹舱室喷雾降温效率的影响。结果显示：在喷雾降温作用下,导弹舱室内的温度快速下降,温度在3s内可下降至400K以下。但是,射流冲击区的降温却不理想,且导弹舱室的底板还需要特殊的热防护措施。同时,考虑到火源的随机性,喷嘴应尽可能均匀布置,数量不宜过少且雾锥角应较大,以提高降温效率。然而,当喷雾强度增大至一定程度后,若再继续增大,降温效率的提高却不明显。研究表明,采用所提喷雾降温数值模拟方法对导弹舱室内固体火箭发动机的意外点火情况进行降温和防控均有效可行。     

单路压力喷嘴喷雾特性的实验研究

利用光脉动喷雾粒径、浓度测量系统,对Spray公司的LNN14喷嘴进行喷雾特性实验研究,获得了在不同工况下喷雾场液滴尺寸分布和浓度分布的实验结果,得出了喷雾粒径和浓度随压力和喷射距离的变化规律,为降低船舶烟囱口烟羽温度提供了重要的实验依据.     

基于变频器原理的非恒定流生成技术

本文基于变频器原理建立了一套明渠非恒定流控制系统,通过计算机不断调节变频器频率来控制水泵转速产生连续的非恒定流过程。该系统不但能生成连续的周期性非恒定流过程,而且稳定性较好,较大程度改进了非恒定流的控制技术。     

静电雾化切削的雾化形态研究

为了研究静电雾化切削的雾化形态,搭建静电雾化平台与显微成像系统,进行微量去离子水和植物性润滑油LB2000静电雾化雾化试验,分析电压和流量对雾化形态的影响,并利用Ansoft Maxwell软件建立了静电雾化静电场有限元模型,分析电压对喷嘴出口处场强分布的影响,探讨电压对静电雾化形态的影响机理.结果表明:在静电雾化过程中,雾化呈现滴状、脉动、锥射流及不稳定等模式.发现锥射流是适合用于切削加工冷却润滑的静电雾化模式,获得了射流可喷射至切削刃的该模式的电压与流量范围,研究结果为静电雾化切削的实际应用提供依据.     

液态LNG喷雾过程闪急沸腾条件数值模拟研究

由于闪急沸腾喷雾可以改善燃油雾化质量,对缸内混合气的形成十分有利,所以研究液态LNG的闪急沸腾喷雾具有非常重要的意义。文章首先解析了纯液态LNG在喷嘴内部的流动过程,利用其计算结果作为LNG喷雾计算的初始条件和边界条件,在此基础上,使用AVL Fire软件激活了初始破碎模型及Flash Boiling模型,对纯液态LNG闪急沸腾喷雾过程进行了数值模拟计算,研究了喷雾发展的过程,并确定了LNG液态喷射发生闪急沸腾现象的条件,数值计算结果与文献结果吻合较好。计算研究表明,当环境压力处于[0.1 MPa,4.59 MPa]区间时,只要环境压力小于液态LNG饱和蒸气压,均可发生闪急沸腾现象;当环境压力大于4.59 MPa时,不论液态LNG温度如何变化,都不能发生闪急沸腾现象;LNG闪急沸腾喷雾形状始终保持为类圆锥体,但并不完全对称,在发展过程中,液滴直径迅速减小,喷雾前端会形成涡旋结构,随后,该结构破碎、消失。     

适合军舰用的总装式冷水机组

现代军舰上计算机化火力控制系统的发展随之提出了在作战中要进行适当的环境控制以保持电子设备在适当温度下工作的要求。对设有这种火力控制系统的军舰来说,冷水系统变得几乎和主推进系统一样重要。Hall-Thermotank公司生产的300千瓦总装式空调装置就是满足海军提出的冷却电子控制系统设备以及提供空调的要求。装置设计用来供给和循环冷却淡水,供应的海水在—2℃——35℃之间     

大温差变风量送风技术在潜艇空调中的应用

针对潜艇存在的空调系统能耗高、舱室温、湿度控制难等问题,综合分析了空调系统中的大温差低温送风以及变风量空调的特点与应用技术现状,结合潜艇舱室空调的热负荷特征,提出了将大温差低温送风、变风量控制和温、湿度独立控制相结合的系统技术方案,克服了传统活塞式半封闭压缩机效率低、大温差低温送风系统送风下坠、射流冷风感等技术问题。通过与目前的常规定量空调系统进行对比分析发现,该方案可降低系统能耗30%,增强了空调降温除湿的调节和控制能力,并且通过减少空调送风量和送水量,使空调风机噪声降低了5 dB,减小了设备及管系的尺寸和重量,有利于潜艇舱室噪声以及空间布置和排水量的控制。     

钛合金试件冷却方法与换热性能的实验研究

材料切磨削过程中的强化冷却散热,对提高工件的切磨削效率和保证被切磨削工件的表面质量等都具有积极作用．文中以定压、定量风和不同含量水相组合时射流冷却被加热的钛合金（Ti6ABV）试件的实验为基础,探讨了定压力、定量风和微量水相综合雾化射流冷却钛合金试件时的换热性能和规律．实验表明,存在使雾化冷却最佳的微量水剂量的最佳值域,且只有其材料相应温度冷却效果充分发挥时,雾化冷却方法才能优于相应的水射流和气体射流冷却方法．     

一种空气雾化喷嘴的仿真研究

全面考虑了液滴的破碎、碰撞以及液相与气相的耦合作用,建立了二次射流空气雾化喷嘴喷射雾化模型,以水模拟航空煤油,空气作为雾化工质气体,采用相应的算法进行了数值仿真研究,得到了二次射流空气雾化喷嘴雾化效果较普通空气雾化喷嘴好的结论。     

应用ANSYS/FLOTRAN对电机冷却风道进行分析研究

通过对电机冷却风道进行分析研究,得到电机在额定工况下,电机内部风量分布、风速值和压差。计算出的数值可作为电机通风冷却系统设计的依据,同时可作为温度场计算的边界条件来进行电机温度场计算。     

船舶主机废气余热温差发电的数值模拟与试验研究

为了对船舶柴油机废气余热加以利用以达到船舶节能和减少碳排放的目的，结合船舶余热的特点，开展了船舶余热温差发电的数值模拟与实验研究。采用CFD方法完成了实验装置相关参数的选择后，进一步对温差发电装置的换热过程进行模拟，并通过实验验证了模拟的正确性。最后，以MAN/B＆W41V32/40式船舶主机为研究对象，对其废气余热温差发电的性能进行了评估。结果表明，在热端平均温度为500 K，冷端平均温度为310 K，冷却水流速为10 m/s的工况条件下，设计安装的1764片温差发电片输出总功率理论上可达31.75 kW。     

基于晶闸管的脉冲功率开关热模型研究

晶闸管作为脉冲功率开关器件时,其短时导通电流往往数倍于它的通态平均电流,短时积聚的损耗会使晶闸管结区累积大量热量,造成其结温瞬间陡升,试验表明极易使得晶闸管因结区过温而击穿.因此如何优化设计晶闸管脉冲功率开关阀体结构、最大限度快速散热、降低结区温升,具有重要意义.介绍了基于ABB的5STP 52U5200型晶闸管所构建的脉冲功率开关阀体结构及其柯尔热阻抗模型,并利用Matlab的SimuLink构建脉冲功率开关阀体的热网络仿真模型,获取晶闸管耗散功率与其最高结温、晶闸管耗散功率与其壳温的可视化关系曲线,归纳了脉冲功率开关导电极的热阻与热容对晶闸管最高结温的影响规律,为晶闸管脉冲功率开关阀体结构的优化设计提供了依据,并得到了试验验证.     

船舶特辅机电设备CAD工具与PDM系统的集成

本文设计了一台对置式直线压缩机驱动三台并联的完全相同的直线脉管制冷机系统,试验结果表明,该系统中三台制冷机有较好的一致性,且均能够获得与单台制冷机独立工作时相当的性能。在充气压力2MPa,工作频率50Hz工况下,三台制冷机所能达到的最低温度分别为：36.5K、37.3K、36.3K。在充气压力2.5MPa,工作频率54Hz工况,在压缩机能力范围内,77K液氮温度下获得了最高的试验制冷量230W制冷量,并且整机相对卡诺效率达到13.2%。     

金属冷却水管对船闸闸首底板冷却效果分析

将混凝土坝中广泛应用的冷却水管技术引入到船闸结构的温控中。通过在边底板中埋设金属冷却水管与未采用相应措施的边底板及中底板进行对比,分析冷却水管对闸首底板的温控效果。结果表明,冷却水管可显著改善底板混凝土内部的温度分布,对降低内外温差和温度应力起到较为明显的效果。     

真空制冷装置节能研究

真空制冷是一种理想的预冷技术.该技术在蔬菜、果品鲜花等农产品和食品等领域得到了广泛的应用.真空制冷装置中制冷压缩机和真空泵是主要耗能部件.文中选取菠菜为研究对象,着重对捕水器的盘管降到不同温度时再开启真空泵的情形进行能耗分析,以寻找合理配置提高能量利用效率.