毛細抽吸兩相回路蒸發(fā)器管內(nèi)流動理論分析

在較寬的實驗參數(shù)范圍內(nèi)(系統(tǒng)壓力p=8～15mpa,質(zhì)量流速g=800～1800kg·m~(-2)·s~(-1),壁面熱流密度q_w=200～950kw·m~(-2))對一立式螺旋管內(nèi)(管內(nèi)徑為10mm,螺旋直徑為300mm,節(jié)距為50mm)汽水兩相流動沸騰干涸特性進行了實驗研究。通過研究,獲得了干涸發(fā)生時螺旋管圈壁溫的分布特征以及壓力、質(zhì)量流速和壁面熱流密度這三個參數(shù)對臨界干度的影響規(guī)律。同時在實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,提出了一個適用于計算螺旋管內(nèi)高壓高含汽率工況下汽水兩相流臨界干度的經(jīng)驗關(guān)系式。

以空氣和水為工質(zhì),對螺旋管內(nèi)氣液兩相流動阻力特性進行了實驗研究,得到了不同工況條件下螺旋管內(nèi)阻力數(shù)據(jù),分析了質(zhì)量流量及干度對管內(nèi)阻力的影響,采用回歸分析法建立了螺旋管內(nèi)摩擦阻力系數(shù)關(guān)系式,確立了摩擦阻力與相關(guān)物理量的函數(shù)關(guān)系,在此基礎(chǔ)上建立了螺旋管內(nèi)氣液兩相流動摩擦阻力的計算公式,并用未參加回歸分析的實驗數(shù)據(jù)驗證了該阻力計算公式。結(jié)果表明,螺旋管內(nèi)氣液兩相流摩擦阻力隨干度的增加呈線性增加,隨質(zhì)量流量的增加呈指數(shù)增加,所建立的管內(nèi)摩擦阻力計算公式的計算值與實驗值吻合得較好。

隨著超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展,高溫超導(dǎo)電纜在電力輸運中逐漸得到重視并進行了廣泛的研究。由于波紋管具有良好的柔韌性和收縮性,在高溫超導(dǎo)電纜中得到應(yīng)用。波紋管內(nèi)的流動壓力損失參數(shù)是高溫超導(dǎo)電纜低溫系統(tǒng)重要的設(shè)計參數(shù),因而研究波紋管內(nèi)的流動特性具有重要的意義.對通徑為6mm,8mm和10mm的波紋管內(nèi)液氮和氮氣的流動特性進行了實驗研究。液氮實驗結(jié)果表明:液氮在波紋管內(nèi)的流動具有波動性。在4000—40000的雷諾數(shù)范圍內(nèi),測量了氮氣的質(zhì)量流量和壓力損失,計算得到流動摩擦系數(shù)。分析表明。壓力損失隨雷諾數(shù)的增大而增大;波紋管的摩擦系數(shù)要高于光管,摩擦系數(shù)隨雷諾數(shù)的增大而減小,摩擦系數(shù)隨t/d的減小而減小。

針對平行流換熱器中設(shè)置的多孔隔板氣液分離聯(lián)箱,研究制冷劑r134a氣液兩相流在聯(lián)箱中的氣液分離特性,討論多孔隔板對氣液分離效率和多支管中氣相分布均勻性的影響。利用fluent軟件對無孔隔板、3孔隔板的多支管聯(lián)箱中氣液兩相流在進口氣相質(zhì)量流量0.75~1.00g/s、液相質(zhì)量流量1.00g/s下的流動特性進行模擬計算。結(jié)果顯示:當氣相質(zhì)量流量0.75~0.90g/s時,3孔隔板聯(lián)箱可進行有效氣液分離,與無孔隔板的多支管聯(lián)箱相比,平均出口干度最大可提高35%,多支管中氣相的分配均勻性最大可提高81%。但當氣相質(zhì)量流量增大到1.00g/s時,氣液分離失效。表明在一定工況下多孔隔板可實現(xiàn)多支管聯(lián)箱內(nèi)的氣液分離,且有助于提高聯(lián)箱出口氣體的分配均勻性。

基于新型水冷球床反應(yīng)堆,以水和空氣為工質(zhì),分別在直徑為2、5、8mm的玻璃球填充圓管形成多孔介質(zhì)通道中,對豎直向上氣-液兩相流動阻力特性進行了實驗研究。結(jié)果表明,阻力壓降隨著氣液流量的增加而增大,并且與流型存在一定的對應(yīng)關(guān)系;在相同流動條件下,顆粒直徑和孔隙率對壓降有明顯影響。結(jié)合實驗所得的234組實驗點,對兩類阻力關(guān)系式(分相模型關(guān)系式和均相模型關(guān)系式)進行了比較和改進。結(jié)果表明,基于分相模型的關(guān)系式一致性較好,但隨著顆粒直徑的增加其偏差值增大;現(xiàn)有的基于均相模型關(guān)系式預(yù)測值與實驗值相差較大,而改進的均相模型關(guān)系式與實驗值吻合較好。

氧煤燃燒器內(nèi)湍流氣固兩相流動數(shù)值模擬——借助fluentcfd軟件平臺，以套筒式燃燒器為研究對象，根據(jù)其結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用數(shù)值計算程序?qū)Ω郀t燃燒器內(nèi)的湍流氣同兩相流動、傳熱和燃燒進行了數(shù)值模擬。計算結(jié)果描繪出了氧煤燃燒器內(nèi)的兩相流場、溫度場、揮發(fā)分濃度場...

運用流場計算軟件fluent,對軸流泵葉輪內(nèi)氣液兩相三維流場進行了數(shù)值計算,分析了水氣混合工況下的流動參數(shù)分布特點。通過對葉輪流道內(nèi)的靜壓分布及含氣率分布的分析,揭示了氣泡在葉輪流道中的分布特征。研究發(fā)現(xiàn),在不改變?nèi)~片安裝角的情況下,隨著流量的增加,沖角發(fā)生變化,導(dǎo)致氣泡聚積現(xiàn)象從葉片的背面移到葉片工作面。此外,在葉片背面靠近輪轂處和葉片背面的輪緣處易發(fā)生氣泡的聚積。

利用計算流體動力學(xué)技術(shù)對用于空調(diào)凈化領(lǐng)域的高效過濾器(highefficiencyparticulateairfilters,hepa)內(nèi)的氣-固兩相流動特性進行數(shù)值研究,該高效過濾器由交錯排列纖維組成。模擬時,計算不同運行條件下過濾器的壓力損失及不同粒徑范圍過濾器的捕集效率,并將數(shù)值計算值和文獻中的經(jīng)驗?zāi)Ｐ陀嬎阒颠M行了比較。結(jié)果表明:和其他經(jīng)驗?zāi)Ｐ捅容^,過濾器壓力損失的數(shù)值預(yù)測值和實驗關(guān)聯(lián)式吻合較好,誤差在2%以內(nèi),預(yù)測結(jié)果也表明,隨著迎面風(fēng)速的增加,過濾器壓力損失呈線性增加;在過濾器中不同粒徑范圍的微細顆粒捕集機理也不同,對于本文所研究的過濾器,粒徑小于0.2μm時,主要由布朗擴散起作用,粒徑大于0.5μm時,慣性碰撞貢獻較大,而粒徑位于0.2μm～0.5μm之間時,兩種機理作用都較弱,因此過濾器的捕集效率在該范圍出現(xiàn)最小值。

帶內(nèi)錐的擴散式分離器內(nèi)兩相流動的數(shù)值模擬——對于一種帶內(nèi)錐的切向進口擴散式方形分離器，利用考慮各向異性的雷諾應(yīng)力湍流模型和顆粒隨機軌道模型對其內(nèi)部的兩相流動情況進行了數(shù)值模擬，分析了其內(nèi)部不同截面高度的氣相流場的軸向、切向和徑向速度分布，計算...

文章采用cfd軟件,利用vof氣液兩相流動模型,滑移網(wǎng)格技術(shù)和二階精度迎風(fēng)格式數(shù)值研究了水環(huán)真空泵的泵殼內(nèi)的三維兩相流動特性。文中給出了計算結(jié)果的三維兩相分界面,速度矢量和靜壓等值線分布的分析,結(jié)果與經(jīng)典理論分析結(jié)論一致,驗證了本文數(shù)值計算方法的可靠性。本文工作為理解和掌握水環(huán)真空泵內(nèi)部真實流動特性和提高水環(huán)真空泵的效率提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。

鈦合金片層組織在兩相區(qū)變形時流動應(yīng)力隨應(yīng)變的增加普遍表現(xiàn)為快速硬化和持續(xù)軟化的特征.為了研究該流動軟化的機理,采用等溫?zé)釅嚎s實驗研究了tc11合金片層組織在溫度890—995℃和應(yīng)變速率0.01—10s~(-1)范圍內(nèi)的熱變形行為.理論計算表明α/β片層界面(α片層內(nèi)孿晶界)產(chǎn)生的hall-petch強化效應(yīng)遠大于片層束集邊界.tc11合金片層組織高溫變形的流動軟化機理可歸結(jié)為硬滑移模式向軟滑移模式轉(zhuǎn)變導(dǎo)致hall-petch強化效應(yīng)的減弱.

內(nèi)螺紋管作為一種高效的節(jié)能元件已在動力、航天、電子等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,為進一步促進內(nèi)螺紋強化傳熱技術(shù)研發(fā),對近30年來內(nèi)螺紋管內(nèi)流動傳熱研究進行了綜述,內(nèi)容涉及內(nèi)螺紋管內(nèi)流動傳熱機理、傳熱規(guī)律、傳熱惡化及預(yù)報等.

利用計算流體力學(xué)軟件fluent,采用數(shù)值模擬方法究了幅值不同的兩種波紋管傳熱狀況,發(fā)現(xiàn)幅值為4mm的波紋管的傳熱狀況優(yōu)于幅值3mm波紋管的傳熱狀況,這是由前者管內(nèi)湍流強度高于后者所致。同時,回歸了兩波紋管的換熱準則方程,為波紋管的校核計算及工程應(yīng)用提供依據(jù)。

氣液兩相流技術(shù)是蒸發(fā)冷卻電機冷卻系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵問題,本文圍繞電機空心導(dǎo)線內(nèi)氣液兩相流動的研究展開論述,從經(jīng)驗?zāi)Ｐ秃臀ㄏ竽Ｐ蛢蓚€角度敘述了近年來微矩形管道內(nèi)氣液兩相流動取得的進展及存在的問題,并提出了新的研究方向。介紹了蒸發(fā)冷卻電機在中國的發(fā)展現(xiàn)狀和未來展望

在機玻璃豎直矩形通道內(nèi)，以空氣和去離子水為工質(zhì)獲得實驗數(shù)據(jù)。據(jù)此對豎直矩形小通道內(nèi)均相流模型的適用性進行評價。結(jié)果表明，采用mcadams兩相粘度時均相流模型及chen等提出的修正均相流模型能較好用于1．41mm間隙通道壓降的預(yù)測，平均絕對誤差分別為10．92％和12．20％；采用mcadams兩相粘度時均相流模型對于3mm間隙通道在兩相雷諾數(shù)jrp大于6000時平均絕對誤差為10．04％，但氣．液兩相脅較低時預(yù)測偏差較大。通過實驗數(shù)據(jù)分析得到了均相流模型適用于3mm間隙通道的范圍；針對兩相re較低的區(qū)域擬合得到了新的經(jīng)驗關(guān)系式，其預(yù)測值與實驗值符合較好。

在可視化觀察的基礎(chǔ)上,實驗研究了矩形通道高寬比對兩相流動阻力和流型關(guān)系的影響。實驗選擇了3種通道尺寸的實驗段,截面寬度相同,全部為43mm,高度分別為1.41、3和10mm,根據(jù)受限因子co,前兩個實驗段屬于窄通道,第3個屬于常規(guī)通道。實驗結(jié)果表明:高寬比不同時,隨著氣相流速的增加,通道內(nèi)兩相流動壓降呈不同的變化趨勢。對于10mm通道,低氣相流量時重位壓降占主要成分,而對于1.41mm和3mm通道,摩擦壓降占主要成分;隨著氣相流量的增大,總壓降中摩擦壓降的比例也增大;對于10mm矩形通道,可利用壓降變化規(guī)律確定攪混流的發(fā)生范圍。

輔助高速攝影儀對正方形小通道內(nèi)氮氣-水兩相流向上流動進行可視化觀察,對流動特性進行了實驗研究,獲得了典型的流型圖像。采用數(shù)字圖像處理技術(shù)對流型圖像進行了處理,檢測得到氣相的周長、面積,并通過提出的假想圓柱體模型計算和統(tǒng)計得到了截面含氣率。將壓降實驗數(shù)據(jù)分析結(jié)果與典型的分相流、均相流壓降模型預(yù)測值比較,結(jié)果表明,chisholm關(guān)系式能較好地預(yù)測兩相流的壓降變化,lee&lee關(guān)系式和dukler關(guān)系式可較好地預(yù)測低表觀速度時的兩相流壓降。

以氮氣和水為實驗介質(zhì),利用高速攝像機對水力直徑為1.15mm的矩形小通道內(nèi)的氣液兩相垂直向上流動特性進行可視化研究,依次得到泡狀流、彈狀流、攪拌流和環(huán)狀流4種典型的流型圖像。針對小通道內(nèi)氣泡之間相互無遮掩性的優(yōu)勢,運用圖像處理技術(shù)對流型圖像分形增強,檢測氣泡邊緣并填充后根據(jù)提出的氣相體積模型,得到兩相流動的含氣率。結(jié)合實驗數(shù)據(jù),根據(jù)分液相reynolds數(shù)把流動分為層流區(qū)、過渡區(qū)和紊流區(qū),并對chisholm關(guān)系式進行修正,結(jié)果表明:修正后的壓降模型能較好地預(yù)測本文實驗結(jié)果。

對球形顆粒填充通道內(nèi)的空氣-水豎直向上兩相流動流型進行了可視化實驗研究。實驗段填充球直徑分別為3、5和8mm,氣相表觀流速為0.005～1.172m/s;液相表觀流速為0.004～0.093m/s。實驗觀察得到4種典型流型:泡狀流、串狀流、液柱脈沖流和乳沫脈沖流,并繪制出流型圖,其中脈沖流占據(jù)較大區(qū)域。通過與常規(guī)通道流型圖對比發(fā)現(xiàn):由于填充顆粒的影響,球床通道泡狀流區(qū)域較常規(guī)通道顯著減小。對比3種球床通道流型圖得到:隨著顆粒直徑的增加,串狀流區(qū)域增大;在低液相流速下,對于8mm直徑顆粒,串狀流可直接過渡到乳沫脈沖流。

利用高速攝影技術(shù)對軸流風(fēng)扇內(nèi)部粒子的運動特性進行了測量。實驗測量了３圓周面內(nèi)跨葉片間粒子的運動規(guī)律。所用粒子為１ｍｍ直徑的泡沫球。對拍攝圖像處理之后發(fā)現(xiàn)：（１）在葉輪通道內(nèi)壓力面一側(cè)粒子濃度比較大，吸力面一側(cè)則比較小，并且在吸力面有無粒子區(qū)存在。（２）粒子和壓力面發(fā)生碰撞和反彈，而不會和吸力面發(fā)生碰撞。（３）在壓力面一側(cè)粒子的運動速度比較低，而在吸力面一側(cè)粒子的運動速度比較高。

制冷系統(tǒng)中水平管降膜式蒸發(fā)器內(nèi)部流動數(shù)值模擬——采用fluent兩相流vof模型，對制冷系統(tǒng)中水平管降膜式蒸發(fā)器內(nèi)部流場進行了數(shù)值模擬，研究了蒸發(fā)器內(nèi)部蒸發(fā)管的不同布管方式對蒸發(fā)器內(nèi)部流場的影響．

實驗研究了不同質(zhì)量分數(shù)的sio2-水納米流體在波壁管內(nèi)的流動特性,由于波壁管自身的結(jié)構(gòu)特點,使流體在較小雷諾數(shù)下達到湍流狀態(tài),可以方便測出流體在層流、過渡流、湍流區(qū)的流動特性。研究發(fā)現(xiàn):相同溫度條件下,納米流體的粘度隨著質(zhì)量分數(shù)的提高而增大;流動可視化照片顯示納米流體中由于內(nèi)部納米粒子的微運動促使流體均勻性更好;沿程阻力測試表明在層流區(qū)內(nèi)摩擦系數(shù)隨納米流體質(zhì)量分數(shù)的增加而增大,在過渡流和湍流區(qū)內(nèi)摩擦系數(shù)隨質(zhì)量分數(shù)增加變化不大。