船用柴油机冷却水CFD分析及沸腾传热研究

针对高强化发动机的热负荷问题,寻求适当的冷却水量、压力及合理的流场分布是柴油机冷却水腔设计的重要一环。本文以某船用柴油机气缸盖-气缸套冷却水腔为研究对象,通过冷却系统一维仿真得出边界条件,利用FLUENT软件对冷却水腔的冷却水流场进行数值模拟。通过对三维流场的分析,对水腔的压力损失、流场分布给出了恰当的评估并指出了流动优化的方向。为研究发动机冷却水腔内存在的过冷沸腾传热现象,借助于空泡份额(单位容积中气泡所占的百分比)的概念,提出和建立了一种基于单相流的沸腾传热计算方法。     

高速高温射流冲击传热特性的数值模拟

射流冲击传热作为一种有效的强化传热方法,射流冲击参数直接影响其传热效果.本文采用数值模拟方法对高速高温射流冲击的传热特性进行了研究,特别研究了喷嘴与冲击面间距离及喷嘴轴线和冲击面间的夹角对其传热特性的影响规律.研究结果对高速高温射流冲击传热特性的理论研究及工程应用都有非常重要的指导意义.     

不适定问题研究的若干进展

对不适定问题的严密定义、数学模型、求解方法及其各方面应用作了系统的介绍,着重论述了传热反问题的几种数学表述及其近5a来的相关发展,较详细列举了不适定问题求解的几种主要算法,并介绍了新近出现的一些计算思路及模式,最后探讨了结合并行计算完善与改造已有算法的可能性。     

无砟道岔热流体加热融雪方式影响因素分析

针对电加热道岔融雪系统在应用中存在融雪不充分、维护量大的问题,提出了一种采用热流体加热的道岔融雪方法。以18号道岔为研究对象,基于COMSOL Multiphysics创建道岔融雪传热模型,验证-5℃环境温度下采用热流体道岔融雪方式时埋管间距和环境因素对道床温度分布和融雪效果的影响。结果表明：环境温度为-5℃时1 h内热流体加热融雪方式可以融化80%厚度为3 cm的积雪;埋管深度为15 cm,管间距为12 cm条件下双管双向蛇形管道设计使道床深度5 cm处的温度均匀分布在14～16℃。     

柴油机缸体—缸套—缸盖—冷却水整体耦合传热仿真研究

采用CFX软件,对由缸体—缸套—缸盖—冷却水组成的系统进行耦合传热分析研究,探索了柴油机整机模拟技术的难点和重点。对耦合系统在标定工况下进行计算,得出了柴油机缸盖、缸套的温度场以及冷却水的流场,提出了冷却水道的改进措施。     

渔船冷藏鱼舱蒸发盘管传热特性仿真研究

吸收式制冷技术可利用渔船柴油机尾气中的热能产生冷量对渔获物进行制冷保鲜,是一种能源循环利用的绿色节能技术。冷藏鱼舱内的制冷通常采用蒸发盘管形式,由于吸收式尾气制冷装置的制冷功率受限于渔船主机功率,为保证渔获物得到足够的冷量,应对鱼舱内的蒸发盘管布置进行优化。本文利用专业多物理场仿真软件,根据上海市36m标准化桁杆拖网渔船冷藏鱼舱的实际布置和装载情况,基于氨-水吸收式制冷方式,在渔获物模型简化、多种盘管布置下的温度场分布、蒸发温度对温度场影响等方面开展研究,对比研究了蒸发盘管总长不变的情况下分别布置在鱼舱顶部、布置在侧壁和布置在顶部与侧壁三种方式下的制冷效果,结果表明盘管全布置在舱顶对中心渔获物冷却效果最好。     

管壳式换热器优化的遗传算法及变量分析

基于强制对流的计算公式、贝尔-台华法分别计算了管壳式换热器管程、壳程的传热系数及压降,并引入遗传基因算法建立数学模型,以传热有效度为目标函数,对换热器进行优化设计.研究表明,管束按30°排布的传热有效度最高,总费用也最高;90°排布的传热有效度次之,所需总费用最低,45°排布的传热有效度最低,但总费用高于90°排布.增加管径使传热有效度增大,总费用减小;增加管心距使传热有效度先增大后减小,总费用降低;增加管长使传热有效度增大,总费用增大;增加管数使传热有效度增大,总费用先减小后增大;增加折流板切割率、折流板间距使传热有效度减小,总费用降低.     

倾角对含内热源封闭方腔内湍流自然对流换热影响

为了研究腔体倾角和内热源位置对封闭腔内对流冷却效果的影响规律,采用RNG k-ε模型和DO辐射模型对有内热源、上下壁面导热的封闭腔内湍流自然对流耦合传热特性进行了数值分析.结果表明:使得热壁面总的平均努塞尔数取得最大值的热源距热壁面的无量纲最佳长度D=0.5,腔体最佳倾角φ=75°,比D=0.4、φ=0°时提高了20.5%;热壁面平均辐射努塞尔数对热源位置的敏感性较腔体倾角φ强;腔体热壁面上■为表面发射率的增函数.     

菱形孔支撑板换热器的流动和传热性能研究

弓形折流板换热器作为最常见的传统管壳式换热器,其存在着容易结垢、流阻过大等缺陷,文章针对菱形孔支撑板换热器,通过数值模拟方法进行流动和传热性能研究。结果表明,两种菱形孔支撑板方案的壳侧努塞尔数Nuo相较于弓形折流板方案分别提高了52.20%和51.95%,为异型孔纵向流换热器的优化与选型提供设计参考。     

埋地输油管道非稳态传热数值研究

埋地输油管道非稳态热力研究能为热油管道间歇输送过程中确定停输时间以及再启动等问题提供基础.通过分析埋地热油管道的几何特性建立了有限区域内非稳态热油管道土壤数学模型和边界条件,并使用PHOENICS软件对该数学模型进行求解.模拟结果与工程现象吻合较好.