不同湍流模型对热等离子体射流模拟的影响

本文应用大气压等离子体射流传热与流动的三维数学模型,在相同初始条件下,计算得到了采用不同湍流模型时氩等离子体射流对称轴线上的温度、速度及空气质量分数分布,并与文献中同等条件下的实验结果进行了比较,结果表明采用标准κ-ε模型和Realizableκ-ε模型时与实验结果相差较大,而采用RNGκ-ε湍流模型时模拟结果与实验数...     

封闭圆内开缝圆自然对流换热的振荡特性

本文通过数值计算探讨了封闭圆内开缝圆自然对流换热的振荡特性。数值计算以整个圆为计算区域,采用了非稳态的数学模型和具有QUICK差分格式的SIMPLE算法。在相同条件下计算结果和实验结果符合很好。数值结果显示, 当几何结构一定时,Rayleigh数Ra小于某个临界值时,流动和换热处于稳态,并且关于垂直中心线对称;Ra大于这个临界值时,流动和换热是振荡的,非对称的。数值实验还表明,流动和换热出现振荡时的临界Rayleigh数Rac与开缝圆的开缝度有关,且流动和换热的振荡会出现对称振荡和非对称振荡两种情形。     

溶液液滴在热等离子体射流中的运动和蒸发

为考察溶液注入热等离子体喷涂过程中喷雾参数对涂层质量的影响,本文建立了溶液液滴在热等离子体中运动蒸发的数学模型。模拟了液滴在不同参数下的运动和蒸发的过程,考虑了液滴、热等离子气流及液滴表面气体混合物随温度及组分的物性变化以及斯蒂芬流的影响,得到液滴的运动轨迹,蒸发速率以及半径和表面温度的变化。结果表明在一定范围内增大液...     

锌锅中低Pr流体混合对流的数值模拟

以带钢连续热镀锌生产工艺为背景,对抽象出的低Pr数流体混合对流流动和换热模型进行了数值模拟,给出了在不同Re、Ra及Ri时的流场和温度场.数值结果表明,当Re、Ra都不等于0时,在所考虑的参数范围内,流动和换热受自然对流和强制对流两种机理控制.Re不变,增大Ri,自然对流作用加强,并且当Ri增加到一定值时,流动和换热发生振荡.所给出的速度相图显示,对应不同的Re、Ra及Ri,流动和换热会出现稳态解、周期性振荡解和混沌.     

纳米流体液膜蒸发自组装双尺度沉积结构三维模拟

纳米流体液膜在自然状态下蒸发干燥后除了形成单一尺度的网状连续结构、枝状分形结构以及微尺寸环结构等沉积结构,还会形成双尺度细胞网络沉积结构和双尺度纳米粒子环状沉积结构.为了更直观地研究纳米流体液膜双尺度沉积结构的形成机理,本文在二维动力学蒙特卡罗模型的基础上,建立了三维动力学蒙特卡罗模型,并加入了耦合溶剂蒸发率的动态化学势,成功模拟出了双尺度细胞网络沉积结构和双尺度纳米粒子环状沉积结构,并讨论了动态化学势中化学势锐度与流体临界蒸发率对纳米流体液膜蒸发自组装双尺度沉积结构的影响.模拟结果与文献中的实验结果吻合良好.     

自然对流的LB方法模拟及其非线性特性

采用LB方法和QUICK差分方法模拟了方腔内竖直平板自然对流和底部加热方腔内自然对流换热问题.实现了LB方法对具有孤立体的封闭空间内耦合的流动和传热问题的数值模拟,所得数值结果与QUICK差分方法的数值结果及已有的烟可视化实验结果一致;两种方法对底部加热方腔内自然对流问题的预测结果均出现了静态分岔和动态分岔;根据底部加热方腔内自然对流换热数值结果给出的极限环型速度相图和功率谱表明,两种方法得到的数值结果的非线性特性一致.     

格子Boltzmann方法模拟填充纳米流体三角形腔内的自然对流

采用格子Boltzmann方法研究填充水-氧化铝纳米流体的等腰直角三角形腔体中的自然对流。讨论瑞利数、颗粒体积分数、热源位置等因素对对流换热的影响,以及不同纳米流体模型对模拟结果的影响。结果表明：在低瑞利数下,随着热源在左壁面向上移动,换热效率逐渐增加。而在高瑞利数（Ra=10⁶）时,观察到相反的现象;采用单相纳米流体模型,模拟表明热壁面平均努塞尔数比率随着体积分数的增加近似线性增加。采用改进的纳米流体模型,结果显示平均努塞尔数比率随着体积分数的增加而增大,但是平均努塞尔数比率的变化斜率逐渐减小。改进模型模拟的换热效率比单相模型高,这是因为改进模型考虑了粒子间作用力及换热,更符合实际情况。     

高频感应等离子体炬内液体喷雾的运动与蒸发

本文建立了液体喷雾在高频感应等离子体内运动和蒸发的数学模型,在考虑喷雾液滴相互碰撞和喷雾与等离子体相互耦合效应的情况下,模拟了不同喷雾参数下液体喷雾在高频感应等离子内的运动和蒸发.单个液滴的计算结果和文献中的实验结果进行了比较,结果吻合良好.模拟表明,在通常情况下,喷雾液体的碰撞会导致更大尺寸液滴的形成,从而延缓喷雾的完全蒸发.结果还表明,液体喷雾蒸发对等离子体温度场的局部冷却效应明显,因此必须考虑两者的耦合效应.     

火灾时LPG储罐内传热传质过程分析

本文建立了火灾情况下LPG储罐内传热传质过程的数学模型,并对装有60％丙烷水平放置的圆柱形储罐在受热时储罐内的压力,储罐内介质的温度以及储罐壁温度的变化过程进行了模拟。计算结果表明在强烈受热时,储罐阀门打开后压力有可能攀升,包围蒸汽区的储罐壁温度最高可达600-700℃左右。计算结果和实验结果进行了对比,结果吻合良好。     

喷雾参数对溶液热等离子体喷涂的影响

本文应用溶液注入热等离子体喷徐传热和流动过程的三维数学模型.对溶液喷雾喷入参数对溶液喷雾在热等离子体射流中运动和加热历程的影响进行了研究.结果表明以一定的角度逆向喷入溶液可以强化溶液喷雾的加热蒸发过程,在一定范围内提高溶液初始喷入速度,可以使小粒径的液滴获得较大的动量进入射流高温区获得充分加热.结果还表明,为了得到致密...