內(nèi)切入口長(zhǎng)圓管內(nèi)旋轉(zhuǎn)流的模擬分析研究

利用pro/e軟件建立噴嘴內(nèi)部流場(chǎng)的幾何模型并進(jìn)行網(wǎng)格劃分,然后利用fluent軟件進(jìn)行數(shù)值模擬并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析。

對(duì)旋轉(zhuǎn)矩形通道內(nèi)的湍流流動(dòng)和換熱進(jìn)行了直接數(shù)值模擬.非穩(wěn)態(tài)n-s方程的空間離散采用二階中心差分法,時(shí)間推進(jìn)采用二階顯式adams-bashforth格式.分析了旋轉(zhuǎn)對(duì)通道截面上主流平均速度、截面流速以及截面平均溫度的影響,結(jié)果表明:在不考慮離心力的作用時(shí),隨旋轉(zhuǎn)數(shù)的增大,管道截面的平均速度減小,平均湍動(dòng)能減小,與靜止時(shí)相比,旋轉(zhuǎn)數(shù)為1.5時(shí)平均湍動(dòng)能減小了33%;在考慮離心力的影響時(shí),對(duì)于徑向旋轉(zhuǎn)軸向出流,平均速度增大,平均湍動(dòng)能增大,而對(duì)于徑向旋轉(zhuǎn)軸向入流,結(jié)果相反.在旋轉(zhuǎn)數(shù)為1.5時(shí),與不考慮浮升力相比,對(duì)于徑向旋轉(zhuǎn)軸向出流,平均湍動(dòng)能增大了17%,而對(duì)于徑向旋轉(zhuǎn)軸向入流,平均湍動(dòng)能減小了43%.

采用直接數(shù)值模擬方法對(duì)繞截面中心軸旋轉(zhuǎn)的方通道內(nèi)的充分發(fā)展湍流進(jìn)行了數(shù)值模擬,湍流雷諾數(shù)和普朗特?cái)?shù)分別為400和0.71.為了分析浮升力對(duì)流體運(yùn)動(dòng)的影響,給出了不同格拉曉芙數(shù)gr下的主流平均速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、二次流、湍流強(qiáng)度、雷諾應(yīng)力等湍流統(tǒng)計(jì)量的分布情況,并對(duì)旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的穩(wěn)定與否以及由此對(duì)湍流統(tǒng)計(jì)量的影響進(jìn)行了分析.結(jié)果表明:旋轉(zhuǎn)效應(yīng)穩(wěn)定的區(qū)域湍流受到抑制,旋轉(zhuǎn)效應(yīng)不穩(wěn)定的區(qū)域湍流增強(qiáng),隨gr的增加旋轉(zhuǎn)效應(yīng)穩(wěn)定性變得更加復(fù)雜;浮升力對(duì)流場(chǎng)和溫度場(chǎng)有明顯的影響,隨gr的增加影響更加明顯.

室內(nèi)旋轉(zhuǎn)消火栓

室內(nèi)旋轉(zhuǎn)鋼樓梯的設(shè)置主要是為了滿足建筑形態(tài)的要求。其為空間受力體系,有必要分析在行人激勵(lì)作用下的振動(dòng)特性,并進(jìn)行舒適度評(píng)價(jià)。提出了室內(nèi)旋轉(zhuǎn)鋼樓梯振動(dòng)分析中的行人激勵(lì)荷載模型及分析工況;參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)振動(dòng)評(píng)價(jià)規(guī)范,提出了頻率控制、豎向加速度峰值控制及豎向、側(cè)向加權(quán)均方根加速度控制的舒適度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。最后針對(duì)某工程實(shí)例,進(jìn)行了數(shù)值分析、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和舒適度評(píng)價(jià),驗(yàn)證了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

離心式葉輪機(jī)械的葉輪通道內(nèi)的流體流動(dòng)受到旋轉(zhuǎn)效應(yīng)與曲率影響而產(chǎn)生強(qiáng)烈的二次流現(xiàn)象。二次流是葉輪通道內(nèi)流動(dòng)損失的一個(gè)原因,對(duì)離心葉輪機(jī)械的性能產(chǎn)生不利的影響。應(yīng)用開(kāi)源cfd軟件openfoam對(duì)旋轉(zhuǎn)情況下的90°彎曲通道內(nèi)的不可壓縮流體流場(chǎng)進(jìn)行三維黏性數(shù)值模擬。研究了彎曲通道在不同轉(zhuǎn)速下哥氏力與離心力共同作用對(duì)主流速度、二次流及壓力特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明:與靜止通道相比,旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的哥氏力在彎曲管段形成不對(duì)稱(chēng)的二次流,使通道內(nèi)渦結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜;甚至在較高轉(zhuǎn)速下二次流方向發(fā)生反向。

研究相變材料在水平圓管內(nèi)的接觸熔化過(guò)程,考慮了圓管表面與接觸熔化固液相界面法向角度的不同,給出新的物理模型,應(yīng)用邊界層理論推導(dǎo)得熔化過(guò)程所應(yīng)該滿足的基本方程,用數(shù)值方法求得了新的邊界層厚度、壓力分布、熔化率、熔化結(jié)束時(shí)間、努謝爾特?cái)?shù),以及熔化、液面高度的變化規(guī)律,并進(jìn)行了分析討論,與相關(guān)文獻(xiàn)的解析結(jié)果進(jìn)行了比較。

分別對(duì)螺旋橢圓管和螺旋扁管建模并進(jìn)行數(shù)值模擬和理論分析,對(duì)比研究?jī)煞N螺旋管道的流動(dòng)換熱性能及沿程換熱情況,結(jié)果表明:層流范圍內(nèi),螺旋扁管的換熱性能好于螺旋橢圓管,但流動(dòng)阻力較大,根據(jù)綜合性能評(píng)價(jià)因子得知螺旋扁管較好;湍流范圍內(nèi),螺旋橢圓管性能好于螺旋扁管.沿程換熱情況表明螺旋管長(zhǎng)約為0.5m時(shí)換熱效果最佳,同時(shí)螺旋管幾何尺寸對(duì)換熱性能也有影響.

利用fluent軟件,采用realizablek-ε模型對(duì)不同流速、不同開(kāi)孔條件下螺旋管內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。入口流速較高時(shí),螺旋管內(nèi)油水界面為向內(nèi)側(cè)管壁倒伏的"v"字形,"v"字形內(nèi)側(cè)為油相,外側(cè)為水相;螺旋管橫截面上流體速度與壓力沿徑向由內(nèi)側(cè)管壁向外側(cè)管壁逐漸增大。根據(jù)模擬結(jié)果提出了螺旋管開(kāi)孔優(yōu)化設(shè)計(jì)方法:在高入口流速下,螺旋管外側(cè)管壁開(kāi)孔位置應(yīng)選擇在螺旋管橫截面水平位置及其上、下一定角度處(同時(shí)開(kāi)孔),從而提高油水分離效率;在保證管內(nèi)壓力為正值的前提下,可考慮在內(nèi)側(cè)管壁開(kāi)孔釋放分離出的油。為降低系統(tǒng)壓損,應(yīng)盡量降低入口流速。

利用計(jì)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(qiáng)度高于后者所致。同時(shí),回歸了兩波紋管的換熱準(zhǔn)則方程,為波紋管的校核計(jì)算及工程應(yīng)用提供依據(jù)。

研究入口流道帶傾角的水力旋流器模型,用gambit軟件建模并劃分網(wǎng)格,運(yùn)用fluent軟件對(duì)其油水分離情況進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了傳統(tǒng)直入口流道與帶傾角入口流道的區(qū)別。發(fā)現(xiàn)傾斜入口模型壓力降明顯降低,有助于降低旋流管能耗。傾斜入口模型模擬中,底流處油的濃度較低,分離效果較好。

建立了高爐冷卻壁三維物理模型。采用大型cfd軟件flunt6.8中的歐拉多相流模型,對(duì)高爐冷卻壁冷卻水管內(nèi)的液固兩相流三維流動(dòng)和污垢清洗特性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。分析了流體的流速、固體顆粒的粒徑、體積分?jǐn)?shù)對(duì)流體的流動(dòng)、清洗強(qiáng)度及清洗均勻的影響。結(jié)果表明:流體的湍流強(qiáng)度、壁面污垢清洗強(qiáng)度和壓力降均隨流速、顆粒粒徑和體積分?jǐn)?shù)的增加而增加;液固流態(tài)化清洗防垢除垢效果取決于流速、液固顆粒粒徑和體積分?jǐn)?shù)的合理組合;綜合考慮節(jié)水節(jié)能及污垢清洗的均勻性,高爐冷卻壁的最佳流速為2.0～2.5m/s,固相顆粒粒徑為3～4mm,體積分?jǐn)?shù)為5%～8%。研究結(jié)果為高爐冷卻壁液固流態(tài)化污垢在線清洗的工業(yè)應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。

對(duì)電站空冷凝汽器矩形翅片橢圓管空氣側(cè)的流動(dòng)與傳熱特性進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了翅片上有無(wú)擾流孔兩種情況下矩形翅片表面的局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)分布規(guī)律。對(duì)影響空氣側(cè)傳熱和流動(dòng)性能的因素,包括擾流孔數(shù)、擾流孔尺寸、擾流孔位置進(jìn)行了優(yōu)化分析。數(shù)值模擬結(jié)果表明:隨著擾流孔數(shù)的增加,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流動(dòng)阻力逐漸增加,在一定范圍內(nèi),換熱量也不斷增加;隨著擾流孔的尺寸增大,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流動(dòng)阻力均增大,但是總換熱量減少;相對(duì)來(lái)說(shuō),擾流孔的位置對(duì)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流動(dòng)阻力的影響不大。

針對(duì)反應(yīng)堆安全注射過(guò)程中的熱沖擊問(wèn)題,應(yīng)用基于有限差分的有限容積法和k-ε紊流模型,分別對(duì)支管傾角為30°、60°、90°、120°和150°的傾斜三通管內(nèi)的流動(dòng)和換熱進(jìn)行三維數(shù)值模擬研究,得到了三通管內(nèi)的流動(dòng)結(jié)構(gòu)、壓力分布與溫度分布。分析了三通管幾何結(jié)構(gòu)、流動(dòng)條件和流體溫度變化對(duì)三通管內(nèi)的流動(dòng)結(jié)構(gòu)、溫度分布及熱應(yīng)力的影響。結(jié)果表明,主流與支管射流的溫度差、支管傾角對(duì)三通管內(nèi)的熱應(yīng)力的影響較大,在三通管的迎流側(cè)熱應(yīng)力表現(xiàn)更為明顯。

利用fluent6.2及輔助軟件對(duì)傳熱管內(nèi)置帶旋流口的塑料橢圓斜齒平帶的流體流動(dòng)及強(qiáng)化傳熱進(jìn)行了計(jì)算機(jī)三維數(shù)值模擬,分析并比較了光管與有內(nèi)置橢圓斜齒塑料平帶的情況下管內(nèi)流速、湍流度以及對(duì)流傳熱系數(shù)的分布改善情況。結(jié)果表明:平帶管內(nèi)流體的流動(dòng)是以螺旋流動(dòng)為主的復(fù)雜的三維流動(dòng);由于平帶的擾流作用,使得平帶管內(nèi)流速、湍流強(qiáng)度得到了很大程度的提高,有效抑制了管內(nèi)壁污垢的沉積,強(qiáng)化了傳熱,平帶管內(nèi)側(cè)的平均傳熱系數(shù)較光管提高了45%,平帶所帶來(lái)的管路壓降在工程許可的范圍內(nèi),適用于流速低于0.8m·s-1的換熱器中。

設(shè)計(jì)了一種帶內(nèi)錐的切向進(jìn)口擴(kuò)散式方形分離器,利用了考慮各向異性的雷諾應(yīng)力湍流模型對(duì)分離器內(nèi)的氣相流動(dòng)情況進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,分析了其內(nèi)部氣相流場(chǎng)的軸向、切向和徑向速度分布以及壓力分布情況,并計(jì)算了其壓降.數(shù)值模擬結(jié)果顯示分離器內(nèi)呈典型的雙層流動(dòng)結(jié)構(gòu),方形截面在其拐角處對(duì)氣流存在擾動(dòng),主要影響其切向速度,壓力分布在反射錐開(kāi)口處存在分界,分離器的壓降隨進(jìn)口速度增大而增大.

以高精度自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器—數(shù)字轉(zhuǎn)換為基本原理,綜合運(yùn)用高精度的數(shù)字/模擬直流電壓(d/a)與模擬直流電壓/電流(v/i)變換技術(shù)及隔離技術(shù),設(shè)計(jì)研制的自整角機(jī)/旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成儀表用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)接口所需要的電流信號(hào),為使用者提供了方便。

本文通過(guò)三維數(shù)值模擬的方法研究了混合對(duì)流作用下u型管管內(nèi)的換熱特性,分析了管內(nèi)截面自然對(duì)流對(duì)管內(nèi)層流換熱的影響及主流速度、壁面熱流密度和u型管傾角等參數(shù)對(duì)管內(nèi)混合對(duì)流換熱特性的影響。結(jié)果表明:與純強(qiáng)制對(duì)流相比混合對(duì)流作用下其管內(nèi)換熱系數(shù)顯著增大;在混合對(duì)流作用下,隨壁面熱流密度增大,管內(nèi)換熱增強(qiáng),但隨進(jìn)口流速或u型管傾角的增大時(shí),管內(nèi)換熱減弱。

為了對(duì)超臨界水冷堆概念設(shè)計(jì)參數(shù)范圍內(nèi)超臨界水的傳熱特性有進(jìn)一步的了解,通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法對(duì)豎直上升圓管通道內(nèi)超臨界水的傳熱特性開(kāi)展了研究,用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)有傳熱關(guān)系式和cfd計(jì)算模型進(jìn)行了評(píng)估。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式的對(duì)比,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有大多數(shù)超臨界傳熱關(guān)系式能夠?qū)Ρ緦?shí)驗(yàn)的壁溫進(jìn)行預(yù)測(cè)。使用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)cfd模型進(jìn)行了評(píng)估,結(jié)果表明在本實(shí)驗(yàn)參數(shù)條件下sst模型和rngk-ε模型的計(jì)算壁溫與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)趨勢(shì)基本一致。

[目的]總結(jié)8例維持性血液透析病人采用聚四氟乙烯(ptfe)行動(dòng)靜脈人工內(nèi)瘺人工血管轉(zhuǎn)流術(shù)的觀察和護(hù)理。[方法]回顧性分析2013年10月—2017年5月我科8例維持性血液透析病人,采用ptfe人工血管行動(dòng)靜脈人工內(nèi)瘺人工血管轉(zhuǎn)流術(shù),術(shù)后隨訪3個(gè)月。[結(jié)果]8例病人術(shù)后通暢率為100%,3個(gè)月時(shí)血栓形成1例,行手術(shù)取栓,術(shù)后血管通暢。分別于第4周~第8周開(kāi)始使用人工血管內(nèi)瘺行血液透析治療,效果滿意。[結(jié)論]術(shù)前準(zhǔn)備充分,術(shù)后精心護(hù)理,加強(qiáng)知識(shí)宣教,預(yù)防并發(fā)癥發(fā)生,正確使用動(dòng)靜脈內(nèi)瘺,能提高手術(shù)成功率,延長(zhǎng)人工血管動(dòng)靜脈內(nèi)瘺的使用壽命。

我國(guó)現(xiàn)有管道經(jīng)多年的沖刷以及內(nèi)外腐蝕后,在關(guān)鍵部位如大小頭處存在一定的安全隱患,嚴(yán)重影響了管道的安全運(yùn)行。本文利用cfd軟件,對(duì)輸氣管道大小頭內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行模擬,得出如下結(jié)論:(1)速度等值線在進(jìn)口段分布較稀疏,對(duì)稱(chēng)位置速度變化不大,截面位置越靠上速度變化越大,同一速度等值線向內(nèi)收縮;(2)同一對(duì)稱(chēng)面含水量幾乎相同,含水量在小管段靠近壁面先減小后增大;(3)大管段入口處近似不存在剪切應(yīng)力;變徑處剪切應(yīng)力等值線變密,呈逐漸增大趨勢(shì);小管段入口處逐漸變大,而后有減小的趨勢(shì);(4)變徑處流體沖刷作用較大,需采用耐腐蝕鋼材或適當(dāng)增加壁厚。

針對(duì)洞庭湖區(qū)的洪水組成、水流泥沙演變、河道湖泊水系分布特點(diǎn)以及河道湖泊疏浚工程布局情況,利用gis技術(shù)模擬洞庭湖地形變化,采用有限體積法建立了湖泊二維水力學(xué)計(jì)算模型預(yù)測(cè)疏浚工程實(shí)施后的水位、流量、流速流場(chǎng)變化,為河道、航道港口整治、河道疏浚清淤等工程決策與實(shí)施提供了可靠理論依據(jù)。