混合通风与置换通风数值模拟的对比研究

为了对比混合通风与置换通风两种不同通风方式下空调房间的气流组织情况,采用计算流体力学数值模拟的方法,对空调房间的速度场、温度场和CO2浓度场进行模拟,通过对比得出,采用置换通风要比混合通风的空气品质更好。     

LNG绕管式换热器壳程对流换热数值模拟

绕管式换热器是天然气液化的核心设备,其换热性能的优劣严重影响液化工艺水平。基于绕管式换热器的结构及特性,采用Fluent软件,对LNG绕管式换热器壳程单相混合冷剂的对流换热进行了数值模拟。结果表明:换热管管径是影响壳侧换热的重要因素,壳侧换热系数、壳侧冷剂压降均随换热管管径、壳侧冷剂质量流量的增大而增大。模拟结果与已有实验值的偏差均控制在20%以内,二者具有较高的匹配性,说明采用新建立的数值模拟模型用于绕管式换热器换热性能研究具有可行性。     

具有短管束的小型分离式热管的工作特性

小型分离式热管的内部沸腾、流动和凝结换热过程及其影响因素与大、中型分离式热管有较大的差异 ,为获得其最佳工作参数 ,利用自行设计的带有短管束的试验装置进行了试验研究。工作温度 12 5～ 170℃ ,热流密度19 87～ 34 37kW·m-2 ;测定 6种不同充液率下平均沸腾换热系数和凝结换热系数随热流密度和工作温度的变化情况。试验结果表明 ,在本试验条件下 ,小型分离式热管的最佳充液率按管束总容量计为 16 %～ 36 % ;按蒸发段总容量计为 4 5 %～ 6 0 %。根据试验结果拟合出最佳充液率 (2 5 % ,按管束总容量计 )下的蒸发段平均沸腾换热系数经验公式 ,及同样工况下冷凝段凝结换热努赛尔数综合关系式。     

气固两相流管道流动阻力特性数值模拟

为掌握气固两相流的流动阻力特性,利用计算流体动力学软件CFX,对直管段及水平弯管进行气固两相流数值模拟。采用欧拉一拉格朗日法选择数值模拟计算模型,根据模拟对象工况,确定软件模拟条件。通过模拟,对管道系统的特性、操作条件、物料和气体的性质等影响气固两相管流压力损失的主要因素进行了探讨,对连续相速度和压力分布特性以及颗粒运动轨迹进行了分析,得到了气固两相管流的压力场、速度场分布,颗粒在管内的分布情况和运动轨迹,以及不同工况条件下的系统阻力和颗粒沉积量分布规律,并确定了在特定条件下能耗最小的经济流速。研究成果可为气固两相流的工程设计和理论研究提供参考。（图18,表2,参10）。     

扁管管片式散热器中马蹄形涡的数值模拟

本文通过数值模拟的方法对扁管管片式散热器中的流场、涡量场、速度环量、 Nu数、马蹄形涡进行了模拟。在Re=1450时,对马蹄形涡的形成、发展、衰减进行了模拟。对在Re=1050时平均Nu数在流动方向的分布,与横断面上速度环量在流动方向的分布进行了比较分析,得出在扁管管片式散热器中决定换热能力的物理量-速度环量。     

基于含煤粉的煤层气管道管流数值模拟与分析

煤层气开发过程中,微细的颗粒随气流进入集输管网。颗粒的存在使管流形成气固两相流动,影响管路特性。采用模拟软件针对直管段及水平弯管进行气固两相流数值模拟,对管道系统的特性、操作条件和物料性质等影响气固两相流压力损失的主要因素进行了探讨,对连续相速度和压力分布特性以及颗粒运动轨迹进行了分析,得到气固两相流动的压力场、速度场分布,颗粒在管内的分布情况和运动轨迹,以及不同工况条件下的系统阻力和颗粒沉积分布规律,并结合煤层气现场含尘情况进行了数值模拟分析,结果表明：煤层气管道管流属于低浓度气固两相流,与纯气相单相流相比,颗粒弓J起的单位管长压降增幅低于2％。（图7,表1,参12）     

滑移流区内不同Kn数对流动及传热影响的数值分析

针对微尺度二维通道气体滑移流区的流动阻力和传热特性,采用滑移模型和SIMPLER数值进行了模拟分析.研究了定热流情况下不同Kn数时通道内压力、速度和温度场的分布以及流动阻力和换热的特性.数值分析结果表明随着Kn数的增大,速度滑移和温度跳跃的程度都增加,并且影响着流动阻力的下降,但两者对于换热系数的影响趋势是相反的:速度滑移有利于提高换热系数,而温度跳跃则降低换热系数,但总体上增加了微通道中的热阻.     

翅片管式风冷冷凝器耦合传热的数值研究

利用耦合传热理论对平直翅片的换热特性进行了数值研究,在此基础上建立了V型风冷冷凝器的传热模型,并对不同夹角、不同管排的V型冷凝器管外换热特性进行了初步的模拟分析,模拟采用商用软件PHOENICS3.6进行。其结论对于目前空调使用的风冷冷凝器的优化设计具有一定的指导作用。     

圆形和方形双斜向流线型内肋管内对流换热的数值模拟与分析

使用FLUENT对圆形和方形双斜向流线型内肋换热管进行了数值模拟研究.结果表明,圆形和方形双斜向流线型内肋管的内肋在肋长、肋倾角、肋高度和肋间距上存在最优值,l=38mm,α=45°,h=2.5mm,P=60mm和l=32mm,α=45°,h=4mm,P=60mm,同功耗强化指标PEC均呈先升后降的趋势.从管壁表面换热系数、管内场协同角和PEC评价指标3个方面,比较圆形DISR管和方形DISR管的对流换热性能,分析了圆形DISR管优于方形DISR管的原因.     

换热面积与沸腾时间对水套加热炉优化的影响

针对油气行业使用的水套加热炉在实际运行中存在水浴温度较低的现象,利用水套加热炉换热模型分析了其水浴温度较低的原因,给出了提高水浴温度的解决方案:在水套加热炉设计过程中采取合理的换热管束换热面积,使水浴温度尽量达到理论设计水平,实现水套加热炉的优化设计.提出利用水的沸腾时间衡量水套加热炉设计优化的标准,即在保证合适的换热管束的换热面积情况下,使换热介质水的质量达到最小,且其沸腾时间控制在0.5～2 h.优化措施能有效降低该炉型的制造和运行成本,达到节能减排的目的.     

热油管道非稳态流动传热数值模拟研究进展

随着计算机技术和计算方法的发展,求解热油管道非稳态流动传热问题的数值方法得到了更广泛的使用。从管道防腐层大修过程非稳态流动传热的数值模拟、冷热油交替顺序输送管道非稳态流动传热的数值模拟和双管同沟敷设管道非稳态流动传热的数值模拟三个方面介绍了近三年来热油管道非稳态流动传热数值模拟研究的进展和发展趋势。     

Marangoni flow: an additional mechanism in boiling heat transfer

Experimental results indicate that extensive liquid circulation can be established by surface tension gradients near bubbles attached to heated surfaces. This circulation can contribute significantly to the high rate of heat transfer observed under boiling conditions.     

温室大棚气流场的CFD数值模拟

为了探索温室大棚内部的气流和热量传递过程,设计合理的通风降温设施,在CFD计算流体力学软件——AirPak的支持下,选择华北型连栋塑料温室,建立了有植物条件下的湿帘机械通风三维数值模拟模型,并对温室大棚内气流场进行了模拟,得到了温室内气流场的三维空间分布,为今后温室内小气候数值模拟、综合性能评价以及温室大棚整体结构规划设计提供可靠的依据。     

三种墙体保温隔热性能的数值分析

利用计算流体力学和计算传热学的方法,建立数值仿真的物理模型和数学模型,对比较适合"夏热冬冷"地区的三种外墙进行了传热计算,并用相关资料进行验证.通过数值仿真计算了由墙体传入室内的热量(夏季)或由室内通过墙体传到室外的热量(冬季 ),并对三种墙体的热工性能进行了比较.研究结果表明外挂式封闭间层墙体的夏季隔热性能及冬季保温性能都较好,可以在"夏热冬冷"地区推广使用.     

园林废弃物热解过程中的热量传递

为了更加准确地控制实际生产中热解物各部分的温度、提高园林废弃物的处理效率及处理质量、更好地利用园林废弃物热解后得到的产物,对园林废弃物热解过程中的热量传递问题进行研究。从测量园林废弃物热解过程中的温度分布及变化入手,了解热解过程中的热量传递特征,并在此基础上通过热力学分析建立热解传热模型,利用ANSYS有限元软件对所建模型进行模拟求解。对比分析模拟结果与试验数据后,根据实际情况对模型相关参数进行优化,最终获得了具有一定应用价值的热解传热模型。在此过程中不仅得到热解过程中反应器内的温度分布,还得知热解温度、物料多少、物料所处位置等因素都对热解过程中的热量传递有明显影响;相同条件下,热解温度越高、热解物料越少,则热量传递越强;同一时间内,温度梯度较大的位置热量传递较强;根据热解过程中反应烧瓶瓶壁上的温度载荷、物料表面的对流换热载荷不是恒定的这一现象,建立了侧壁温度关于木粉高度以及木粉上方流体温度关于时间的函数关系式。      

节能型日光温室热环境的动态模拟

本研究运用传热学和生物环境工程学的理论，建立了日光温室热环境的动态数学模型。其目的是通过模型求解，研究不同地区不同结构的日光温室热环境的变化规律，为温室结构的优化及环境调控技术的改善提供帮助。     

基于材料透气性参数的食品真空冷却过程中温度分布的理论研究

分析了真空冷却过程中食品温度分布不均匀的原因。以各向同性的理想食品作为研究对象,通过引入食品材料透气性参数,将食品内部点的汽化转化为食品表面的汽化,推导出真空冷却过程中食品各部分温差的表达式。在此基础上,探讨了各相关参数对温度分布的影响。结果表明：食品的比热容、沸腾系数和密度影响温度下降的速度,但是对达到预定温度时的总温差没有影响;提高食品的透气性参数值和减小食品内部点到表面的最短距离,可以减小温差;可以通过调节真空室的压力变化,提高食品温度分布的均匀性。     

木纤维脉冲-旋流气流干燥气固两相流分析及数值模拟

通过对脉冲-旋流气流干燥气固两相流分析及数值模拟的研究,采用欧拉-拉格朗日模型和计算流体力学软件Fluent对脉冲-旋流气流干燥机内部的气固两相流场进行了三维模拟,揭示脉冲-旋流气流干燥木质纤维的机理和传热传质特性。结果表明,加载物料后的气流速度变化明显,并且物料与气流速度有2 m/s左右的速度差,有利于传热传质。气流速度越大,物料停留时间越短。进料速度的增加会在旋流干燥器底部形成一个回流区,易造成物料的返流,并增加了物料在干燥机停留时间。通过对计算出的温度、速度、时间的曲线与实测值进行对比,二者最大相对误差小于10%,验证了fluent气固两相流模拟方法建立的脉冲-旋流气流干燥过程的数学模型是有效的。