杏鲍菇热风干燥中热质传递的实验及模拟研究

杏鲍菇作为一种营养价值高、市场需求量大的典型食用菌,热风干燥是其主要加工方法。本文以干燥条件和切片厚度为实验变量,探究热风干燥中杏鲍菇切片的干燥特性(干基含水率、干燥速率)随时间的变化规律。考虑切片的收缩变形和热物性(导热系数、比热容)随含水率的变化关系,建立了热风干燥条件下杏鲍菇切片的热质耦合数值模型。结果表明：杏鲍菇切片的干燥速率随干燥温度的升高而增大,随切片厚度的增加而减小;杏鲍菇切片在对流干燥过程的收缩变形存在明显的非线性,尤其是在降速干燥阶段。并且,数值模型的预测结果与实验测试数据吻合良好,为准确预测杏鲍菇切片的热风干燥特性提供了依据,对菌类干燥工艺优化有重要的指导意义。     

壳管相变蓄热器强化传热实验研究

为了强化相变蓄热器传热性能,本文设计了三种新型壳管相变蓄热器结构,并对其换热性能进行实验研究。结果表明:在蓄热器内部添加分层结构和斜翅片换热性能最高,内部温度达到均匀化的时间随换热单元数增加而增大;换热管道间翅片的添加可有效地强化换热效果,改善蓄热器内部出现的温度严重分层现象,温度分布更加均匀;在研究范围内,换热流体温度的增加可有效提高蓄热器的换热效率,缩短相变时间。     

吸收器水平管外降膜流动数值模拟研究

建立了吸收式制冷机组吸收器水平管外气液降膜流动数值模型,分析了布液高度、布液孔大小、水平管直径及液体入口速度对液膜流动特性的影响,探讨了不同液体入口温度下液膜表面的温度分布。结果表明:液体铺展过程中液膜前端出现小液滴的分离;液膜厚度随周向角的增加先减小后增加,液膜Y方向速度呈相反的变化趋势;随液体入口流速的增加,液膜厚度增加,管壁下方的"干区"面积随之增加;随布液孔孔径的增大,液膜厚度及Y方向速度增加;随布液高度及降膜管直径的增加,液膜厚度减小,Y方向速度增加;随周向角的增加,液膜表面温度逐渐降低,并随着温差的增加,液膜温度降低幅度较大。     

全容式LNG储罐应力分析及底部优化设计

国内LNG储罐建造量日益增大,且LNG储罐在使用过程中工作状况多变、受力种类复杂,对储罐的关键部位进行详细的应力分析,以保证其安全性显得尤为重要。本文以160000m3LNG全容式储罐为研究对象,综合考虑LNG储罐在泄露超低温工况下荷载的种类及大小,结合热-结构耦合的方法,运用ANSYS对全容式LNG储罐外壁底部进行受力分析,获得了稳态传热温度场和应力分布状况。提出了外壁底角结构保护的方法,通过模拟分析得到应力集中最小的外壁底角形状。分析结果表明:在控制建造成本即外壁截面积相同的前提下,外长方形的底角减小应力集中的效果更明显。     

对流项占优问题的MLPG/SUPG方法数值模拟

在计算对流项占优问题时易产生假扩散,本文把流线型迎风格式应用于MLPG方法中可以减少对流项的影响,通过两个典型例子（旋转流场问题和Brezzi问题）验证该格式的精度与有效性,并与文献中的迎风格式的计算结果进行比较,计算结果表明,该方法能有效地克服假扩散现象,有较好的稳定性和较高的计算精度。     

三维不规则区域热传导问题无网格方法的数值模拟

配点型无网格法是纯无网格法,它不需要任何背景网格,效率高。本文用加权最小二乘配点方法(Weighted Least-Squares Collocation Method-WLSCM)计算不规则区域热传导问题,形函数采用径向基函数近似。通过二维具有分析解的实例表明WLSCM方法精度高,稳定性好且具有较高的计算效率。此外,将WLSCM方法应用于工程中常见的三维不规则区域热传导问题,结果表明:WLSCM方法的计算结果与FLUENT的计算结果符合很好。     

微通道换热器复合翅片的传热特性研究

研究了管径对微通道换热器传热性能的影响,并在百叶窗翅片的基础上开发了两种复合翅片。计算结果表明:在同一迎面风速下,1mm管径的百叶窗翅片Nu数分别比1.5mm和1.8mm管径的大4.8%~10.5%和24.6%~25.8%。JF值增加11%~15%和26%~28%,说明管径为1mm时微通道换热器的综合性能更好。与百叶窗翅片相比,百叶窗-三角翼复合翅片的换热系数减小1.9%~5.4%,但压降降低7.8%~12.7%,表明复合翅片是一种高效低阻翅片。     

冷藏陈列柜相变蓄冷搁架的强化传热特性研究

为了降低冷藏陈列柜在融霜过程中食品温度的上升和改善柜内温度场分布,设计了带有相变蓄冷材料的热管型搁架,研究其传热性能。结果发现:热管改善了蓄冷搁架前后方向的传热性能,但左右两侧温度分布不均匀。针对此问题提出了在蓄冷搁架内添加肋片进行强化传热,研究结果表明:在蓄冷搁架中添加肋片可以使搁架温度场均匀性得到改善,显著提高蓄冷搁架的蓄冷速率。     

缠绕管内超临界甲烷流动换热特性研究

基于变Pr_t模型对超临界甲烷的流动换热特征进行研究,建立不同几何结构参数的管道模型,对比研究管道浮升力、离心力、重力、流动加速对流动换热影响。结果表明,修正Pr_t后的湍流模型将模拟误差由12%以上降至6%以下;换热系数随缠绕直径的减小而增大,减小缠绕管的缠绕直径可以减弱流动加速对传热的恶化作用;换热系数随管道直径的减小而增大,减小管道直径可以增强浮升力对传热的强化作用;重力、浮升力和离心力耦合作用使得绕管内湍动能分布发生向内下侧的偏移。     

一种求解对流扩散问题的高精度无网格方法

无网格局部Petrov-Galerkin方法是近十年发展起来的一种新的数值计算方法,该方法在计算区域内布置一些离散的节点,并利用这些节点构建捕值函数.本文以Smith-Hutton问题为例,把该方法的计算结果与有限容积法高阶格式的计算结果进行比较.研究结果表明:该方法是一种高精度的数值计算方法,能有效地计算高Pe数的流动问题.