空空中冷器流动均匀性研究

为提升空空中冷器的流动均匀性,首先根据中冷器的工作特点和使用要求,给出中冷器流动均匀性评价指标,即平均流量、平均流量偏差百分比以及平均流量偏差;其次分析中冷器气室结构、芯高、芯宽、芯厚以及中冷器内部气体压力、温度、流量对中冷器流动均匀性的影响,最后给出提高中冷器流动均匀性的具体方法及适用范围。结果表明:中冷器内部进气质量流量对流动均匀性几乎没有影响;且芯高、芯宽、芯厚以及进气压力与中冷器的内部流动均匀性负相关;进气温度与中冷器的内部流动均匀性正相关,在同等进气压力下,芯厚减薄30%,平均流量偏差提升1.5%,在同等温度下,芯厚减薄30%,平均流量偏差提升2.2%。     

网带式花椒干燥机流场模拟与结构优化

花椒干燥过程中网带式花椒干燥机内气流强度和均匀性影响花椒干燥后品质,通过实验进行花椒参数测定和模型可靠性验证,采用多孔介质模型对结构优化前后网带式花椒干燥机流场进行数值模拟研究,根据网带式花椒干燥机气流分布特性提出了增加导流板的优化方案,考察了不同角度导流板气流分布特性。结果表明:导流板角度变化对干燥机气流强度与均匀性有一定影响,最优导流板角度为2.5°,较原始结构在干燥机XY、XZ、YZ面平均速度平均增加6.8%、10.8%、5.2%,不均匀系数平均减小8.7%、8.5%、2.7%。     

中冷器内流道流动均匀性研究

为解决中冷器内部流动不均匀的问题,提出了具有整流装置的中冷器概念。基于计算流体力学方法,对具体的无整流装置和有整流装置的两种中冷器内部流场进行了比对分析。结果表明:具有整流装置的中冷器可有效提高中冷器内部气流的流动均匀性和温度分布均匀性。在此基础上,中冷器的冷却能力得到提升,同时提高了发动机的燃油经济性。     

汽车发动机舱热管理三维仿真分析与优化

利用CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟方法对某车型汽车发动机舱流场进行仿真分析,发现该车发动机舱冷却模块和进气格栅组成的"前舱"回流现象明显,热源局部高温。针对以上问题,提出了布置密封导流通道、冷却模块倾斜5°、冷却风扇中置及采用双冷却风扇4种优化方案,经过比较分析发现,在进气格栅与冷却模块之间增加密封导流通道,空气流量提高明显,经过散热器的空气流量平均提高了10%以上,经过中冷器的空气流量平均提高了50%以上,有效改善了原车发动机舱的散热性能。     

新型微压侧翼迷宫滴灌带设计方法研究

利用计算流体动力学(CFD)技术对设计的一种新型微压滴灌带的水力特性进行了数值模拟,得到了灌水器内部的压力和流速分布,预测了压力流量关系。研究结果表明:该滴灌带灌水器的流量系数为0.4858,说明流道内为全紊流状态,有利于灌水器的消能,并可提高其抗堵塞性;灌水器进口及出口的压力变化很小,流道内沿水流前进方向压力均匀下降,流道单元相同时,压力变化幅度相同;流道内的流速可分为流道齿尖附近的主流区及齿脚附近的旋流区二个区,每二个单元之间的速度分布基本一致。采用CFD技术进行微压滴灌带结构设计是一种新方法,可快速准确地获得灌水器的水力特性,为其结构设计提供理论指导,同时大大缩短了研制周期,降低开发成本。     

新型自吸离心泵数值模拟及试验研究

应用计算流体动力学软件Fluent对带导流器的射流式自吸离心泵内部流场进行了定常数值模拟,对泵内部流场的速度矢量、静压、总压分布及流动规律进行分析,预测了泵的效率,并与试验结果比较.数值模拟结果表明：带导流器的射流式自吸离心泵的内部流场速度矢量分布趋于平稳,新型导流器的两个出口压力分布均匀,各流道内的压力近似对称分布,泵在设计点数值模拟计算扬程比试验扬程提高6.9%,数值模拟计算效率比试验效率提高0.5%,数值模拟预测的性能曲线与试验性能曲线趋势一致.试验结果表明：带导流器的射流式自吸离心泵的性能曲线稳定、平坦,高效率区范围宽,各项技术指标满足设计要求,该泵的效率比国外同类型相同参数泵的效率提高了16.34%,同时泵体采用铝合金压铸,大幅度减轻了泵的重量,降低了泵的成本,设计合理,结构新颖,体积小,重量轻,运行可靠,操作方便.     

基于CFD的车用锂离子电池组散热特性仿真研究

研究了车用锂离子动力电池组风冷散热流场的计算流体动力学仿真计算方法 ,并以某气电混合动力电动客车为对象,建立了其电池系统的几何模型、电池热效应模型、传热数学模型,进而对该系统进行了CFD仿真计算,得到了散热系统的空气流场、温度场以及电池的温度分布。探讨了系统的散热特性,并分析了影响散热系统内电池散热的主要因素,为车用动力电池热管理系统的结构设计及改进提供技术支持。     

汽车动力电池组散热性能仿真分析

利用多物理场仿真软件COMSOL建立动力电池组散热模型,研究了自行设计的电池组热管理系统的冷却性能。通过自行设计的实验系统,验证了仿真模型的可靠性。分析了管道直径、环境温度以及不同布管方式等对电池组热性能的影响规律。结果表明,电池热管理系统可以有效地降低电池组的最高温度和最大温差,从而改善电池组温度场的均匀性。研究结论可用于动力电池组冷却系统结构参数的优化。     

文丘里施肥器水力空化数值模拟

文丘里施肥器在水肥一体化灌溉中应用广泛,其结构参数对灌溉效果影响显著,但对其结构设计及参数优化却研究较少,也没有统一的参数标准。水力空化,是文丘里施肥器入口压力达到一临界值后,在其喉部发生的复杂流体动力学现象,是文丘里施肥器结构设计及参数优化所必须考虑的。为此,提出了一种数值模拟文丘里施肥器内部流动的仿真模型,该模型考虑了水力空化的影响,数值模拟结果与试验结果吻合,为文丘里施肥器的仿真计算、结构设计与优化提供了技术支持。     

带有导流板中冷器集气壳数值模拟

针对中冷器集气壳出口处流场的不均匀性,提出内部加装导流板的改进方法,并借助Fluent软件对带有导流板的中冷器集气壳内流体流场进行数值模拟计算,以结果为凭借判断壳内导流板对气流流动特性的改善效果。结果表明,在气壳内部加装一定数量的导流板能较为明显地改善气壳内流体的流动特性。     

导流器几何参数对潜水泵性能影响的通径分析

为研究导流器主要几何参数对潜水泵性能的影响规律,根据导流器的工作原理,针对250QJ125型潜水泵,选取导叶片进口安放角、叶片轴向长度、叶片数为试验因素,采用正交试验设计方法设计导流器,应用CFD数值模拟技术,对同一叶轮与不同方案导流器组合的潜水泵进行流场计算与性能预测,运用通径分析法对导流器主要几何参数与潜水泵性能的关系进行分析.结果表明:对取单级扬程和效率作为性能评价指标的潜水泵而言,进口安放角对其性能影响最大,叶片轴向长度次之,叶片数最小;通过相对误差分析,模拟结果与实测结果吻合较好,平均相对误差值为5.1%.利用通径分析能较全面地反映导流器各个参数之间及对潜水泵性能的影响规律,得到影响潜水泵性能的主要因素和次要因素,为从结构设计上提高潜水泵性能提供一定依据.     

不同管径及孔口间距对加压注灌器水力特性的影响

针对适宜南疆特色果树灌溉的加压注灌器,选取2种不同管径及3种孔口间距共6种结构类型,采用室内注水试验和CFD数值模拟相结合,开展不同管径及孔口间距对注灌器水力特性的影响研究。选用标准k-ε模型,对加压注灌器内部流场进行数值模拟计算,结合注灌器的不同结构形式、注灌器内部流场,获得了不同处理孔口实测值与模拟值的相对偏差值及孔口流量均匀系数。研究结果表明:选用CFD模拟方法计算出的注灌器孔口流量结果与实测值基本吻合,具有较好的一致性;管径为40mm、孔口间距为120mm的各孔口流速的均匀性最优,在此条件下能够得到较好孔口流量均匀性,均匀系数Cu可以达到0.96;管径为32mm、孔口间距为120mm的各孔口间的压强差值相对较小,水流扰动小,水流出流条件相对较好。因此,根区加压注灌器孔口间距为120mm可作为优选参数之一。     

热泵烘房结构及参数优化仿真设计

为解决热泵烘房干燥过程中存在的产品品质不稳定、干燥效率低等问题,借助计算流体动力学（CFD）仿真软件进行了基于烘房内气流分布的数值模拟,分析了速度分布均匀性问题,并通过改进烘房结构及速度参数开展模拟仿真与分析。结果表明：空载条件下,设置导流板倾斜角度为15°时,烘房内的气流分布效果较好;设置排风风速为6m/s时气流均匀性效果较好,且对比得出排风速度对烘房内气流的影响最大;加载条件下,选择排风速度为6m/s时可以较好地适应烘房干燥作业;排风速度为6m/s、导流板倾斜角为15°组合下可以使气流分布更均匀。     

气送式高速玉米精量排种器导流涡轮设计与试验

为了提高气送式高速玉米精量排种器的工作性能,设计了3种结构类型的导流涡轮,通过计算流体力学(Computational fluid dynamic, CFD)方法模拟仿真与理论分析得出,导流涡轮可有效提高排种器内部空气的流动性,增大外圈型孔处空气流速流量,增大压覆作用力,且具有较大迎风角和具备曲线结构的导流涡轮C具有较好的扰动性和导流性,效果最佳。为了获得安装有导流涡轮C排种器的最佳性能参数,以工作速度、种子喂入量和气送风压为试验因素,以合格指数、漏播指数和重播指数为试验指标进行三元二次回归正交旋转组合试验,并应用Design-Expert 8.0.6软件对试验数据进行多元回归分析和响应曲面分析,得到了各因素对指标的影响关系。采用多目标优化方法,确定最佳参数组合为：工作速度为9.8km/h、种子喂入量为1.8kg/min、气送风压为8kPa。此时,排种器合格指数最高,其性能指标为合格指数91.32%、漏播指数2.83%、重播指数5.85%。对优化结果进行对比验证试验,在相同条件下与未安装导流涡轮的排种器进行对比表明,安装导流涡轮可以有效提高排种器工作性能。     

基于正交试验的斜击式水涡轮优化与分析

参考斜击式水轮机结构设计方法,使用正交试验法对JP75卷盘喷灌机水涡轮的主要几何参数进行优化试验,并对优化结果进行相关系数及主成分分析,最后确定影响效率的主要因素及水涡轮最优参数组合.使用优化后的参数建立水涡轮最优模型,并采用CFD数值计算方法对流量为500～900 r/min、转速为18～40 m3/h下优化模型的性能进行计算及分析;在此基础上,分析了水涡轮外特性曲线,优化模型在非设计转速下具有较高的稳定性和高效性.在流量区间内,优化模型最高效率点提升了近31%;研究了水涡轮优化模型的内部流场分布, 相比于原有模型,内部流场更为合理流畅,进口管道内压力分布均匀,且能够形成有效射流,同时,水涡轮叶片的优化设计解决了存在的局部高压区和叶间涡问题;与原有模型进行能量转化率比较,验证了转轮处能量有效利用率明显提升了42.71%.     

油茶籽网带式干燥机的温度均匀性仿真研究

为了改善网带式干燥机内温度场的分布均匀情况,缓解油茶籽干燥后储存过程中出现的发霉变质问题,保证干燥品质和出油率,以多孔介质模型代替油茶籽物料层,建立干燥机的温度场仿真模型。采用计算流体动力学(CFD)技术对腔内温度场进行数值模拟和预测,研究入口热风速度大小对干燥腔内温度均匀性的影响。结果表明:在入口风速为6～8m/s时,腔内的温度分布不均匀系数最小,干燥后最均匀。研究为油茶籽干燥机工作参数的选择提供了依据,对缩短油茶籽干燥机的研发周期和降低成本具有重要的意义。     

水药一体化喷头结构设计与水力性能试验

将水药一体化技术应用于喷灌系统中,设计了一种新型水药一体化喷头.对喷头结构及工作原理进行分析,采用五因素四水平正交试验,研究在低压150 kPa和中压350 kPa下,喷头内流道结构对喷头流量、射程、喷洒净高度、喷洒均匀性系数等水力性能的影响规律,进而得到水药一体化喷头的最佳结构组合.研究结果表明:在同等条件下,增大喷头出口直径可有效提高喷头流量和喷洒均匀性系数;在相同喷头出口直径下,喷头喷洒净高度随流量的增大而增大,喷头导流孔和导流斜槽结构能有效影响喷头水力性能;影响喷头水力性能的结构因素依次为喷头出口直径、导流孔直径、导流斜槽数量、导流斜槽宽度、导流孔数量;喷头最优结构参数为喷头出口直径3.0 mm,导流孔3个,导流孔直径2.0 mm,导流斜槽3个,导流斜槽宽度0.8 mm.该结果可为水药一体化喷头的设计研制以及工程应用推广提供一定的理论数据.     

导流器对射流式自吸离心泵自吸性能的影响

在射流式自吸离心泵的叶轮出口处增设新型导流器,该导流器具有两个不对称出口及隔流板,隔流板与叶轮间隙为1.0 mm.基于Fluent软件提供的Mixture多相流模型、标准k-ε湍流模型及SIMPLE算法,对该泵的自吸过程进行了非定常数值模拟,得到了泵内压力、速度和气液两相分布及导流器两个出口的压力、气相体积流率和液相质量流率随时间步长的变化规律.结果表明:导流器内压力沿流体流动方向逐渐增大,并出现较大的变化梯度,叶轮各流道内的压力近似对称分布;导流器两个不对称出口气液混合物的各个流动参数呈规律的周期性变化;导流器上的隔流板与叶轮的间隙在泵自吸过程中不仅能阻止液体环流,减少水力损失,而且使泵加速气液的混合及分离,从而缩短泵的自吸时间.     

增压中冷柴油机缸盖水套CFD分析

对增压中冷柴油机气缸盖冷却水套进行了三维CFD数值模拟,对冷却水套入口流量以及特征点的温度、压力进行测试,为CFD计算提供了准确的边界条件。研究结果表明:气缸盖冷却水套中流速和换热系数均能满足冷却要求,4缸附近的流速相对于其他各缸要小一些;进入气缸盖冷却水套各缸的流量不太均匀,主要原因是大量的冷却水直接从1缸流入气缸盖,这样很容易造成其它缸冷却能力不足,故该气缸盖局部结构需进一步优化处理。     

发动机催化转化器结构优化及CFD模拟

为提高发动机催化转化器内部流体的流动均匀性,同时减小其压力损失,通过改进传统催化转化器的入口管和扩张管结构,并在扩张管内加装优化设计的新型导流装置,设计一种新型催化转化器结构。通过利用CFD软件分别对传统和新型催化转化器进行二维建模和流场对比分析,讨论新型扩张管和导流装置以及载体孔密度对催化转化器内部速度和压力分布的影响,并验证优化后的催化转化器结构的可行性和优越性。结果表明:相比传统催化转化器,优化后的新型催化转化器的载体前端具有较高的流动均匀性和较低的压力损失。在不同入口速度和载体孔密度条件下,新型催化转化器载体入口端部的流动均匀性系数分别均在0.94和0.95以上,同比分别高于传统催化转化器约5.2%～10.9%和4.9%～8.8%,且其平均压力损失同比分别下降约5.2%～7.4%和5.2%～6.9%,可见新型催化转化器能有效提高载体的利用率和使用寿命。