壳管束相变蓄热器蓄热性能全耦合数值分析

采用数值方法分析壳管束相变蓄热器的蓄热性能.首先建立三维非稳态相变蓄热器的数值模型,然后采用块结构化网格实现网格的划分和生成,最后对相变材料的相变传热和传热流体的对流传热进行耦合分析.数值结果表明,相对于传热流体的入口流速,蓄热管束的总蓄热量受传热流体入口温度的影响更大,且潜热蓄热量仅取决于相变材料的体积.在蓄热过程中,蓄热管束的时均能效比和时均蓄热率均出现了一个峰值.随着传热流体入口流速的增加,蓄热管束的总能效比减小,总蓄热率增大;随着入口温度的增加,蓄热管束的总能效比和总蓄热率均增大.     

用于高压无气喷涂原子灰的扇形喷嘴内部流场的数值仿真

利用计算流体软件ANSYS Fluent构建固瑞克645扇形喷嘴三维有限元模型,然后用Laminar层流模型对高压无气喷涂原子灰扇形喷嘴内的压力、速度流场以及入口压力对压力、速度流场和出口流量的影响进行数值模拟.结果表明:压力和速度场云图呈层状分布、梯度变化;在喷嘴的锥形前段和圆柱部分,压力和速度随距离的变化平缓;在圆锥向圆柱过渡段和出口段压力和速度变化剧烈;总体来看,入口压力越大,出口速度和流量越大;在出口段,入口压力对压力流场和速度流场影响尤为明显.根据结果综合分析,入口压力在15~20 MPa比较合理.     

微重力下气液分离特性的数值模拟

微重力下离心式气液分离技术以分离环境不受重力条件的影响而广泛应用于航天器流体技术、环境控制与生命保障系统等领域.本文对微重力工况下离心式气液分离特性进行了数值模拟研究,通过正交实验法分析在转速、入口速度、含气量、黏度、温度综合作用时,各因素影响的主次关系.结果表明,转速、含气量、温度、黏度对分离效率的影响比较明显,且随转速、含气量、温度的增加,分离效率逐渐增加,而随黏度的增加分离效率逐渐降低,入口速度对分离效率的影响较小,这与美国地面实验的趋势大致相同,分离效率在92％～94％范围内.研究结果可为我国空间站环控生保技术采用蒸汽压缩蒸馏方法进行尿液分离的进一步研究提供基础数据.     

寒区隧道阳光棚温升效果与影响

为避免寒区隧道冻害问题产生，引入新型阳光棚防寒措施.首先，建立三维瞬态传热数值模型，获得自然通风条件下的隧道温度场，并通过现场温度监测验证数值计算模型的可靠性；然后，通过数值方法验证阳光棚的温升效果，并进一步探究阳光棚入口风速、长度、跨度及环境温度对温升效果的影响；最后，对各因素进行敏感性分析，研究其对温升效果的影响程度.研究结果表明：入口风速低于1.0 m/s时，阳光棚发挥良好的温升效果.风速与温升效果呈负相关；长度每延长50 m，隧道进口气温升高0.71℃；跨度对温升效果的影响不明显；温升效果随环境温度变低而愈显著.上述因素对温升效果的敏感性排序为：入口风速（0.39）>长度（0.30）>环境温度（0.19）>跨度（0.12），其中，入口风速为最敏感因素，应用时应着重考虑.因此，对阳光棚的使用建议为：低风速、大长度、小跨度.     

高速动车组车内流场数值分析

运用FLUENT软件对高速动车组整车三维流场进行了数值模拟,计算中综合考虑了车体壁面传热、人体散热、太阳辐射等多种传热过程,通过计算获得了车内速度场、温度场分布,得出客室内风速满足UIC553的相关规定,同时针对流场中温度分布不均匀,对影响流场分布的相应结构进行了优化分析,提高了温度分布的均匀性．这些计算结果可用于指导高速动车组空调系统及车内气流组织的优化设计．     

影响沥青路面温度场的气象要素分析

对影响沥青路面温度场的太阳辐射、气温、日照时数、风速进行了分析,提出了相应的模拟函数和解决办法,并利用实测气象数据进行了对比分析.结果显示:采用的计算函数可以很好的模拟气象要素的变化,且精度较高,为准确预估沥青路面温度场准备了条件.     

风速对沥青混合料压实温度的影响分析

通过室内模拟试验,分析了不同风速对混合料压实温度的影响。随着风速增大,混合料降温速率显著增大。从混合料表面温度和中间层温度下降速率来看,中间层温度下降速率将为均匀,且变化幅度较小;表面温度下降速率变化相当显著。因此,为保证路面压实质量,在沥青路面施工中,必须充分考虑到风速的影响。     

气象参数对桥梁防冰动态热负荷的影响

防冰热负荷作为桥梁融冰系统设计的首要环节,对系统的运行能耗起着决定性作用。针对阿勒泰、汉中、伊宁3个典型城市,采用ASHRAE防冰热负荷计算公式,借助MATLAB编程得出3个城市最冷月热负荷最大一天的防冰热负荷与气象参数的动态变化图,分析各气象参数对动态防冰热负荷的影响,并提出一种针对某一待求参数受多个已知参数影响程度的预测分析方法。结果表明:在该防冰热负荷计算模型下,防冰热负荷与风速趋势相似,天空辐射温度与室外温度趋势相似;防冰热负荷同室外风速、含湿量呈正相关,而与天空辐射温度、室外温度、相对湿度呈负相关;且对防冰热负荷的影响程度为:室外风速天空辐射温度室外温度含湿量相对湿度。     

基于热量时效性误差分析的冻土路基热扩散系数研究

由于现有冻土路基热量计算存在实测温度与辐射强度变化的不匹配性,提出了冻土路基非稳态导热传热计算新方法,并确定了该计算方法下的导热关键参数为热扩散系数与稳态传热计算热量差异的计算公式.形成了一套负温域热扩散系数的测定方法与配套试验设备,并结合路基底部实测数据进行热量计算误差分析.     

跨临界CO_2热泵热水器的性能

为了研究跨临界CO2热泵热水器制冷剂充注量对制热系数的影响,通过调节变频压缩机频率与电子膨胀阀脉冲,在制热量与压缩机入口过热度一定的条件下,对制热系数、压缩比、吸气和排气压力等与制冷剂充注量的关系进行了实验研究.结果表明:随着制冷剂充注量的增加,压缩机的排气压力上升,气体冷却器出口制冷剂的温度下降;随着蒸发器中热源水入口温度的上升,吸气压力上升,压缩比和排气温度下降;最大制热系数随热源水入口温度的上升而增大.当热源水入口温度为15℃且压缩机入口过热度为5℃时,系统的最大制热系数为3.25,最佳制冷剂充注量为1.7 kg.     

回热器对跨临界CO2热泵系统性能的影响

为了研究跨临界CO2热泵热水系统中,回热器传热面积对系统性能的影响,在不同的制冷剂充注量条件下实验研究了CO2热泵系统的性能.实验中,通过调节变频压缩机频率与电子膨胀阀开启度,保持了一定的制热量与蒸发器出口过热度.实验结果表明:在最佳制冷剂充注量条件下,随着回热器传热面积的增加,压缩机的压缩比下降,排气温度与吸气温度上升.采用回热器可以提高系统的最大制热系数,当回热器的无量纲传热面积为0.2时,可使最大制热系数提高约3.2%～5.1%.     

中梁山隧道洞口窜流二次污染数值分析

隧道出口污染空气窜流易被相邻的隧道进口吸人形成二次污染,恶化相邻隧道内的运营环境.以k-ε方程三维紊流模型及多组分扩散传输方程为物理计算模型,采用FLUENT流体计算软件模拟了中梁山隧道在不同自然风条件下洞口废气的扩散情况,得出该隧道对另一隧道入口的影响程度.提出了以树林替代挡壁来减少二次污染的建议.     

施工隧道负离子除尘效率的主要影响因素

为研究施工隧道内粉尘颗粒粒径、颗粒浓度、通风风速和负离子系统工作电压、纵向安装位置对负离子系统粉尘降除效率的影响,依据调研和实测选取隧道计算参数,建立隧道及负离子系统三维模型,采用RNG k-ε双方程湍流模型,并通过动量方程附加电场力源项的方法求解电流场,利用拉格朗日法求解粉尘颗粒的运动轨迹,用SIMPLE算法对颗粒运动与电场流场进行离散相和流体相相间耦合的数值模拟计算,并将模拟结果和隧道现场抽样试验结果对比分析. 研究结果表明:隧道粉尘粒径越大,浓度越大,风速越低,负离子系统工作电压越高,系统纵向安装位置越偏于上风口,负离子系统除尘效率越高;两组现场抽样试验与对应数值模拟所得的除尘效率分别为41.2%、56.7%和38.2%、51.1%,误差分别为15.5%和12.9%. 考虑施工隧道大空间复杂环境的影响,通过数值模拟的方法来研究负离子系统除尘效率及其与主要影响因素的关系是可行的.      

多因素作用下橡胶沥青老化特性研究

基于兰州市太阳辐射强度,确定了室外紫外线辐射时间与室内紫外箱加速老化试验时间的对应关系,试验过程中考虑了紫外光、氧、水、热等因素对橡胶沥青老化特性的影响.通过红外光谱、沥青四组分试验和GPC试验探究了橡胶老化过程中沥青组分含量以及分子结构变化.研究结果表明:经红外光谱分析,橡胶沥青在老化过程中羰基和亚砜基含量增多,丁二烯含量减少;组分试验表明随着老化时间的延长,沥青中的饱和分含量、芳香分、胶质逐渐减少,沥青质含量增加;橡胶沥青老化凝胶渗透色谱(GPC)分析显示,老化后橡胶沥青的数均分子量、重均分子量以及分散度都发生变化,随着老化程度的深入,沥青中的大分子量逐渐增大.     

加金属丝水平单圆管蓄冰数值模拟

盘管式蓄冰传热瓶颈出现在冰层处,考虑在管外加入一些金属丝来促进管外换热从而提高蓄冰效率.为了描述管外扩展表面给结冰过程带来的影响,把管外金属丝和水的混合区域考虑为多孔介质区域,建立了合理的数学物理模型,进行了理论计算,并采用了密度随温度接近抛物线变化来研究水的自然对流对结冰过程的影响.通过计算,发现自然对流对温度分布的...     

基于壁面射流的下击暴流非稳态风场大涡模拟

为研究边界层风洞中下击暴流大缩尺比试验的可行性,基于冲击射流和壁面射流模型,采用大涡模拟方法,分析了静止和移动下击暴流的风场特性;通过与Wood模型、Oseguera模型、Victory模型以及经典壁面射流实验对比,验证了采用冲击射流和壁面射流模型在模拟稳态下击暴流出流段的一致性和有效性;在壁面射流模型入口处引入3种速度函数,模拟了下击暴流非稳态风速时程. 研究结果表明:与冲击射流一样,无协同流壁面射流能够有效地模拟静止下击暴流的稳态出流段;当冲击射流平移速度为出流速度的15%时,其最大水平风速较静止冲击射流增大了15.8%;协同流速度为射流速度的19.2%时,其最大风速较无协同流壁面射流增大了16.9%,带协同流壁面射流能够有效地模拟移动下击暴流;提出的速度入口函数模型作为壁面射流入流条件,能够较为真实地模拟出Andrews AFB下击暴流非稳态风场.      

沥青混合料摊铺碾压温度场模拟分析

本文通过运用ABAQUS有限元软件,模拟了沥青混合料摊铺碾压后的温度变化情况,并结合京福高速公路徐州西绕城段试验路沥青混合料上面层摊铺时现场测试的数据,研究了沥青面层混合料在摊铺碾压过程中温度的变化情况,探讨了诸如大气温度、太阳辐射、风速等外界环境因素对混合料摊铺碾压时温度的影响关系,对指导现场施工、保证施工质量具有重要意义。     

变频多联式室内系统制冷性能的实验研究

通过一套R410a变频多联式空调系统,通过对室内机出口压力、出口过热度、入口过冷度、出风风量和追加冷媒量等因素的实验研究,得出了各因素对室内机制冷量的影响。实验结果表明,出口压力每升高10kPa,能力率下降1.99%;出口过热度控制在6℃以下对能力率的影响较小;入口过冷度控制在5~8℃的范围内,室内机制冷量较稳定;当显热量变化较明显时,每增加风量100m3/h,能力率升高2.88%冷媒灌注量在一定范围内的偏差,对室内机制冷量的影响可以忽略。     

舰船发动机排气管内顺流喷雾降温的CFD分析

发动机排气管废气出口温度过高是影响舰船红外隐身性能的重要因素之一.在排气管内喷雾能有效降低废气出口温度.针对排气管内顺流喷雾时的气液两相湍流流动与热质传递,用Euler-Lagrange方法建立了数理计算模型,用CFD计算软件进行了数值模拟.考察了水雾出口温度、水流量、水雾喷射夹角及雾滴初始粒径对喷雾降温效果的影响.结果表明:排气管内顺流喷雾时,废气出口温度大幅降低,呈倒钟形分布;废气出口温度的大小和分布与水流量、水雾喷射夹角及雾滴初始粒径息息相关;水流量越大、雾滴初始粒径越小,则废气出口温度越低,废气出口温度与水流量的大小基本呈线性关系;雾滴初始粒径越小、水雾喷射夹角越大,则废气出口温度分布越均匀;而废气出口温度的大小与分布对水雾出口温度的变化并不敏感.     

交通相变影响因素

交通拥堵极易发生在行人单向行走的通道瓶颈处,通过对入口通道使用格子气模型,出口通道使用Na Sch模型来研究通道瓶颈处的单向行人流,分析和模拟了通过瓶颈的行人流率与入流概率,不同的随机慢化概率,不同的入口宽度和不同的入口(出口)通道距离间的变化关系,给出了相应的从自由流到堵塞流的相图,结果表明行人的随机行为对自由交通流有着重要的影响。