驻波声场中圆柱形管道周围颗粒的运动特性

针对圆柱形管道外部的流体与颗粒介质运动问题,提出了结合圆柱周围声辐射力和声流Stokes力的研究方法。从柱体外部声流方程出发,得到影响涡流结构的无量纲参数Rem≥325.27时,外涡最大流速大于内涡最大流速。在此基础上,采用Nyborg的边界滑移速度理论,获得管道外部声流的极限滑移速度,推导得出圆柱附近的声辐射力公式。基于此公式,在理论上推导出颗粒速度为0、声辐射力和声流Stokes力平衡时,颗粒临界直径的表达式。通过对圆柱位于不同位置时,圆柱外部的颗粒运动进行仿真模拟,得到与理论公式相一致的结论:颗粒的临界直径的大小与声波频率有关,当颗粒直径小于临界直径时,声流Stokes力为主导,颗粒随声流运动,颗粒直径大于等于临界直径时,声辐射力为主导,颗粒在声辐射力作用下逐渐向声辐射力的节点聚集。理论与仿真结果表明该方法可用于分析管道外颗粒的分布状态,其研究结果有助于解决电站中换热器的管道结垢、热交换率降低等问题。     

叉流式新风换热器数值模拟

换热器是新风系统的核心部件,以某品牌新风换热器为模型,对该换热器进行数值模型,分析换热过程中换热和流动特性,以及流速、流道高度对换热性能的影响。建立不同流道高度时新风侧温差、压差、努塞尔数、阻力系数、综合传热性能因子随速度的变化关系。发现在换热器内存在"换热死区",随速度增加"换热死区"范围增大,在流速0.5m/s～1.6m/s、流道高度3mm～5mm范围内,增加流速可提高换热能力、减小阻力系数,但压降同样增加;相同速度时,提高流道高度不仅提高了换热性能,还减小了压降。     

热泵型纯电动客车空调结霜特性实验研究

针对热泵型纯电动客车空调系统在冬季低温高湿环境下,车外换热器易结霜而造成系统制热性能严重衰减的问题,开发了一种带有经济器的补气型纯电动客车热泵空调系统,对车外管翅式换热器结霜特性进行了实验研究。结果表明,当车外换热器完全结霜后,系统制热量和COP均大幅下降。由于采用中压补气技术,系统仍能稳定运行,当车外温度为0、-10、-20℃时,结霜过程中系统制热量分别降低了5、3.2、2.3 kW,COP分别降低了1.1、0.7、0.45,且车外空气相对湿度越大,系统制热性能衰减越严重。     

定曲率螺旋盘管式汽车尾气余热回收装置的性能研究

为研究汽车尾气余热回收装置不同参数对其性能的影响,对汽车尾气余热回收装置定曲率螺旋盘管换热器建立三维仿真模型,研究了雷诺数在4 000～14 000的范围内,定曲率螺旋盘管换热器盘管直径和螺旋直径两个几何参数对阻力和换热性能的影响。结果表明:改变换热器盘管直径,对换热器流动阻力性能影响不大,换热量随着换热器盘管直径的增加而增加;螺旋直径为70 mm时流动阻力增量最大,换热量随着螺旋直径的减小而增大。     

空气-空气换热器传热和流动特性研究

为了提高板式逆流气-气换热器的显热效率,根据新风换气机实物原型,提出三种模型结构方案。通过CFX数值模拟软件计算,参照实验工况,分别对板间距为5mm、7mm、9mm的国际象棋式换热器温度变化和压力变化进行分析,为换气机的设计和生产提供参考。结果表明:新风口出口温度随送风速度的增加而降低;新风(排风)速度恒定时,换热效率随板间距的增加而明显升高,随室内外温差的增大而变大;随着送风速度的增加,新风侧通道内压力降显著增加。芯体压力降几乎不受室内外温差变化影响。     

水流损失和热补偿共同作用对增强型地热系统(EGS)产能影响的研究

基于青海共和盆地-3705m地热田实测数据,结合流固耦合传热理论并运用Comsol软件,建立了离散型裂隙岩体流体传热模型。考虑水流损失和热补偿共同作用,模拟得到了开采过程中上、下岩层(盖层和垫层)为绝热不渗透、传热不渗透、渗透传热时,储层(上、下岩层和压裂层)温度场的变化特征,分析了产出流量、水流损失、产出温度、产热速率的变化规律。研究结果表明:采热过程中产出流量始终小于注入流量;产出流量增幅速率先增大后减小,最后趋于稳定,前3a产出流量增幅超过总增幅量的3/4;忽略水流损失,将高估产热速率,采热初期甚至达到考虑水流损失时产热速率的3倍以上;考虑水流损失,产热速率呈先快速上升再趋于稳定后逐渐下降的趋势,最优开采时间为3a^11a;研究上、下岩层对产出温度的影响,仅考虑传热,采热寿命延长5.43%,同时考虑渗流传热时,采热寿命延长2.71%;采热前9a,水流损失占主导作用,即流入上、下岩层水流损失对产热速率的影响高于热补偿效应,开采10a后,热补偿效应占主导作用;同时考虑水流损失和热补偿效应得到的产热速率变化规律与实际工程更为符合,建议选择低渗透能力的上、下岩层延长增强型地热系统(EGS)运行时间。     

气体轴承换热器技术研究

描述了一种新型换热器——气体轴承换热器,其静盘上设计有三个气体轴承孔,热负载加在静盘上,静盘上的热量传导到动盘的散热翅片上,在电机的驱动下,散热翅片高速转动产生的离心力作用形成气流,将热量直接带走。与风扇+翅片结构的传统换热器相比,气体轴承换热器的研究对减小换热器的换热面积、占用体积有重要意义。     

基于虚拟仪器的换热器智能控制系统设计

换热器广泛应用于建筑工程领域及工业过程中,其出口介质温度的有效控制是保证质量、节能和安全生产的重要条件,因此换热器出口水温的控制是过程控制中的重要课题。本文以西门子SMPT1000换热器温度控制系统为研究对象,建立基于虚拟仪器的智能温度控制平台。该平台在实现传统PID控制的基础上,又增加了智能控制算法,斯密斯控制和模糊控制。实验证明该智能控制平台具有修改参数简易方便、曲线准确的优点,具有良好的动静态特性,且市场应用价值高。