船用蒸馏海水淡化装置二级引射器数值模拟与试验

船用蒸馏海水淡化系统常因蒸馏器内压力不均匀造成产水率下降,二级双吸口引射器可通过调节吸口之间真空度来平衡蒸馏器内部的压力,以消除这种影响。引射器内真空度的直接影响因素为喷嘴尺寸与工作流体入口压力。本文通过引射器的两级喷嘴尺寸对引射真空度的影响试验,得到最佳喷嘴尺寸组合为一级喷嘴直径15mm、二级喷嘴直径18mm。在最佳喷嘴组合下,运用Fluent软件对不同工作流体入口压力下引射器内的速度场和压力场进行数值模拟,结果表明当工作流体压力为0.14MPa时,引射器效率最高、节能性最好,验证试验与模拟结果吻合较好。     

船用燃气轮机排气引射系统的数值模拟及实验研究

主要对船用燃气轮机排气引射器进行数值模拟,通过改变排气引射系统的结构来提高引射系数.根据计算结果对改进前后两种引射系统的总压,静压分布及引射性能进行分析并利用实验进行验证,结果表明计算结果与实验测量值吻合良好.     

燃气轮机排气引射装置数值模拟

对燃气轮机排气引射装置进行了三维数值模拟,采用非结构网格、Realizable κ-ε湍流模型求解三维N-S方程组,得到了全流场速度、压力、温度等的分布情况,并进行了详细分析。结果表明所采用的数值模拟方法较为准确,能充分反映排气引射装置的流场发展情况。对排气引射装置设计具有指导意义。     

船舶动力装置排气红外抑制装置性能分析

以带有某型引射器的船舶动力装置为研究对象,探究不同工况以及不同结构参数对引射器性能的影响。结果表明:引射系数增大时混合度趋近1.00,引射器的引射能力增强。主流喷口与混合段距离增大会导致引射系数增加、总压损失降低、混合度先减小后增加、出口总温降低;多级引射器进口面积增大,引射系数先降低后增加0.95,总压损失降低,出口总温小幅度波动;增加多级引射器级数,引射系数增加,总压损失降低,引射器出口总温降低。研究结果可用于红外抑制器设计,提高整体性能。     

船用燃气轮机排烟温度场分析与优化

为进一步提高船用燃机排气引射器的工作性能,降低红外辐射,以某型船用燃机排气系统为研究对象,采用数值模拟的方法对船用燃气轮机排气系统在不同工况下的工作性能进行数值模拟研究,获得各工况下燃气轮机排气系统出口处的温度场.在此基础上,分析主喷口面积和侧壁窗口面积对排气系统出口温度分布的影响.研究结果表明,随着主喷口出口面积的逐渐减小,引射系数和总压损失都有所增加,排气室侧壁窗口面积的增加会增大整个装置的引射系数,但变化幅度低于主喷管出口面积变化造成的影响.     

船舶真空海水淡化装置引射器喷嘴直径对引射特性影响研究

采用Fluent软件对不同喷嘴直径对船舶真空海水淡化装置引射器性能的影响进行了数值模拟,结果表明当喷嘴直径与混合室直径之比为0.4324时,引射器性能最佳、经济效益最好。同时加工了液-汽引射器实物模型进行了验证试验,结果与数值模拟结果相符。     

透空式防波堤透浪的数值模拟

基于FLUENT求解器,以N-S方程为控制方程,采用动量源方法及追踪自由面的VOF方法,建立了同时具有造波和消波功能的数值波浪水槽。利用该数值水槽对透空堤的透浪、越浪问题进行数值模拟,并与物理模型试验进行比较,结果表明:数值模拟能较好地复演防波堤越浪、透浪过程。     

船用排气引射装置计算及优化改进

船用燃气轮机在箱装体中运行时,工作温度高、燃机表面散热量大导致箱装体内温度很高,影响箱体内电控元件及各附件的正常工作,也不利于工作人员的安全,因此船上广泛采用排气引射的方法对箱装体内进行通风冷却。本文以某型船用排气引射装置为原型进行了数值计算,发现引射系数小于10%,不满足冷却通风要求。首先对引射器进行一维计算并确定其最佳结构尺寸,然后结合船上实际安装布置情况,对改进的排气引射装置进行三维流场优化计算。结果表明,优化改进后的结构引射系数提高,满足设计要求,同时为后续的结构设计提供了重要的参考。     

幕墙式防波堤水动力特性的数值模拟研究

基于CFD开源程序库OpenFOAM,采用不可压缩粘性两相流模型,以VOF方法捕捉自由面,利用速度入口边界造波法造波,通过添加松弛因子的方式消波,建立二维数值波浪水槽,模拟分析幕墙式防波堤的水动力特性。利用物理模型试验数据,验证数值模拟结果的可靠性。数值算例表明:当消浪室相对宽度为0.08～0.10,下垂板相对吃水深度为0.09～0.12时,幕墙式防波堤消浪效果最好;下垂板底角的方向对消浪效果影响较小,但对下垂板受力影响较大,综合考虑消浪效果与波浪力,推荐下垂板底角位于右下端;下垂板周围存在明显的涡旋,能够有效耗散入射波能量。文章所建立的二维数值模型可以有效模拟波浪与幕墙式防波堤的相互作用,为工程优化设计提供科学指导。     

新型三桩式防撞设施的数值模拟分析

针对目前通航河道上船舶撞桥事故频发,而桥梁往往缺乏有效防撞设施的现状,提出新型三桩式桥梁防撞设施的设计方案.三桩式桥梁防撞设施具有占地少、造价低和吸能效果明显等优点,能够满足运河桥墩防撞的要求.根据船舶与桥梁碰撞的相关理论,采用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件模拟船舶与三桩式防撞设施的碰撞作用,深入分析和评估...     

蒸汽喷射压缩器特性计算与分析

基于热力学原理并引入气体动力学函数,建立了蒸汽喷射压缩器的计算模型,提出了喷射压缩器喷射系数及压缩压力等特性参数的计算方法.计算分析了工作蒸汽压力、引射蒸汽压力、压缩比等对最佳喷射系数的影响,以及喷射系数和压缩压力、压缩比的关系特性,为蒸汽喷射压缩器的热力参数设计提供了理论依据和有效的计算方法.     

狭缝结构对舰船红外抑制器壁面温度影响的数值模拟

舰船红外抑制器的混合管多采用扩压环的结构形式,利用引射原理卷吸环境中的冷空气降低主流排气温度,同时在壁面形成冷却气膜,降低壁面温度,从而抑制红外辐射。文章利用数值模拟的方法模拟了扩压环处不同狭缝结构对壁面温度的影响,得到了壁面温度的变化曲线,确定了冷却气膜的范围,为扩压环的设计提供了一些参考。     

船用跨临界CO2引射制冷系统动态性能研究

针对船用跨临界CO2两相流引射制冷系统建立动态模型,模型中蒸发器采用移动边界模型,气冷器采用集总参数模型,引射器使用1-D恒压混合模型。通过Matlab计算动态模型,分析系统各参数在压缩机转速、膨胀阀开度及引射器尺寸阶跃扰动下的动态响应。模拟结果显示系统对压缩机转速变化更加敏感,系统参数耦合作用强,并且动态响应中存在逆向响应。本文研究为控制器设计提供了依据和指导。     

舰载飞机发动机尾流场数值模拟

为了解舰载机在飞行甲板起飞时发动机尾喷流被喷气偏流板偏转后的流场分布情况,以国外某型舰载机和喷气偏流板为研究对象,采用三维雷诺平均Navier-Stokes方程、[k-ε]湍流模型和离散坐标模型（DO模型）,借助计算流体动力学（CFD）技术对该舰载机起飞时的尾流场进行了三维数值模拟,空间上采用二阶迎风格式进行耦合求解,时间上采用显式Runge-Kutta方法进行迭代推进,直至流场收敛。结果表明：喷气偏流板对尾流场起到了很好的偏转作用,尾喷流对喷气偏流板背部区域的设备和人员几乎没有影响;尾流场中的高温高压气流主要分布在喷气偏流板与喷口之间的区域,在起飞作业过程中,舰面工作人员和设施要避免进入该区域。所得结果从理论上证明了该喷气偏流板的设计方案能满足舰载机起飞的需求。     

船用废气涡轮增压器压气机内部流场数值研究

利用三维数值模拟技术对某型船用柴油机废气涡轮增压器压气机内部流场进行了数值分析,得到了额定转速下压气机内部流道气体流动情况。分析了压气机转子流道流场和径向扩压器流道流场,得到了主要气动参数分布。数值分析表明,在额定工况下离心叶轮内靠近叶轮出口处以及径向扩压器流道内流体均存在跨音速流动区域,同时在扩压器叶片吸力面下游位置存在低速涡流区域;压气机转子流道和扩压器流道的相互干扰及叶顶间隙的存在是导致压气机内部出现流动分离的主要原因。     

直通截止阀流场与噪声数值分析

针对直通截止阀引起的船舶管路系统流场和噪声问题,采用流体力学软件 Fluent对实际使用的CB855A-DN80直通截止阀流场和噪声进行数值仿真计算。研究结果表明,流阻系数随流体流速增大呈逐渐减小的趋势,但数值变化不大。随着流速增大,水动力噪声声压级逐渐增大。     

导流板设计方案的数值模拟与试验研究

针对船舶柴油后排气在烟道内流动时易在拐角处形成大量气体涡旋且存在速度差明显的工程实际问题,特对烟道第二个拐角展开优化模拟分析,以期获得很好的系统流场均匀性。在圆弧型烟道拐弯处设计6种导流板填充方案,分析烟道内混合气体流速和压损的变化趋势,寻求最佳的优化方案。此外,根据模拟结果,搭建试验平台,通过试验来验证数值模拟的正确性。结果表明,在圆弧型烟道中,布置3块变弧长导流板对气体的引流效果最好,此时出口流速差值最小,压损最低。     

The Current Situation of the Study on Twisted Tape Inserts in Pipe Exchangers

Heat transfer enhancement is used in many applications including heat exchangers, air conditioning, and refrigeration systems; hence many researchers have conducted experimental and numerical researches on heat transfer enhancement and have developed various techniques and methods. As a passive heat transfer technique, twisted tapes are widely used in various industries for their cost savings, lower maintenance requirements and the fact that they are easily set up. This paper introduces the principle of heat transfer enhancement of twisted tapes and reviews some of the experimental works done by researchers on this technique in recent years. The variously modified twisted tape inserts are widely researched and used to enhance heat transfer efficiency for heat exchangers. Twisted tapes perform better in low Re conditions and in square tubes. However, they could also cause higher pressure drops. Twisted tapes have great potential and profound implications if they can be used in traditional heat exchangers. Besides this, some correlations between the Nusselt number and friction factors are presented in this paper.