蒸发式空冷器低密度翅片管束干工况换热及阻力特性

建立了工业用8排翅片管束空冷实验装置,讨论了翅片管干式空冷代替光管湿式空冷的可行性,研究低进口风温、风量对翅片管干式空冷换热的影响。实验结果表明：低进口风温下,翅片管干式空冷可用来代替光管湿式空冷换热,降低进口风温能有效强化翅片管干式空冷换热,其换热能力亦随着配风量的增加而提高。实验中翅片管管外换热系数和管束压降实验值与国外关联式计算结果有差别,拟合给出本实验翅片管管外传热关联式及管束压降关联式,为工业应用设计提供依据。     

连续热镀锌锌锅中铝锭添加位置对有效铝分布的影响

在带钢连续热镀锌工艺中,维持有效铝浓度的稳定对保证带钢产品质量十分重要,而实践表明铝锭的添加位置严重影响着带钢附近铝的浓度场。以某钢铁企业的一个热镀锌锌锅为研究对象,使用计算流体力学方法对锌锅内的流场、温度场和有效铝浓度场进行模拟研究,分别比较在锌锅前方、后方和带钢侧方3个不同位置添加铝锭对锌锅内有效铝浓度场的影响。结果表明,在带钢侧方加入铝锭的效果较好,能有效地补充带钢镀层上消耗的铝,并且锌渣附着在带钢表面的几率较小;而在锌锅前方加入铝锭则效果最差,由于带钢的阻隔作用,使熔融的铝不容易扩散到带钢V型区域。本文结果为热镀锌锌锅的补铝过程提供了参考。     

基于三种亚格子模型的空腔振荡流动计算

使用三种亚格子应力模型,对长深比(L/D)为5的三维矩形开式空腔的可压缩流体进行大涡模拟计算。研究得到的空腔自激振荡频率与Rossiter公式计算结果和实验结果吻合良好,结果显示振荡能量主要集中在较低频率区域,压力幅值主要出现在前三阶模态。Dynamic Smagorinsky-Lilly(DSM)模型在空腔前后壁面附近区域的脉动强度分布比Smagorinsky-Lily(SM)模型更为接近实验值,Wall Adapting Local Eddy Viscosity(WALE)模型的脉动强度分布与实验值最为接近。由空腔底部监测点声压级分布及声压频谱图可以看出:WALE模型性能最佳,DSM模型结果也与实验结果相符合,SM模型的预测性能略差。     

基于单流道和结构网格的湿式潜水泵数值模拟

采用流场模拟软件ANSYS-CFX对BQ1100-425型湿式潜水泵进行数值模拟,在完成网格无关性验证的基础上,分别研究了全流道与单流道模型,结构网格与非结构网格模型的数值模拟结果,如压力、速度等内流场和扬程、效率等外特性。结果表明：全流道数值模拟相比于单流道能更准确地反映真实流场的流动情况,但计算时间较长,计算效率低。单流道数值模拟在一定范围内能较好地反映真实流场的运行情况,且计算时间较短。结构网格与非结构网格都能准确反映实际流场的运行变化情况,但结构网格计算准确性更高,计算时间短,效率高。鉴于湿式潜水泵结构的复杂性,基于单流道结构网格的数值模拟方法能有效地模拟内流场并进行扬程、效率等性能预测。     

亚音速圆口喷流的大涡模拟

采用大涡模拟方法研究了马赫数M=0.75,雷诺数Re=50 000的圆口可压缩喷流问题。在与实验数据比对验证的基础上,分析了喷流剪切层不稳定性发展的两个主要阶段,着重考察了剪切层中轴向速度脉动u''、径向速度脉动v''、压力脉动p''在空间任意两点上的时空相关系数随时间和空间发展分布的特点,并由此分析剪切层中旋涡脉动的迁移特性,为进一步研究与控制喷流噪声提供基础。     

多轴应力条件下压力管道的热棘轮极限

通过非循环理论方法推导出了多轴应力条件下压力管道的热棘轮极限解析解,并讨论了轴向压缩应力对棘轮极限的影响,提出了相应的设计方法,并采用简化有限元方法进行了验证。结果表明,轴向压缩应力会显著降低多轴载荷下压力管道的棘轮极限,本文的理论解与有限元分析结果吻合良好,与只考虑内压引起的环向应力和轴向应力情况相比,本文的解析解更加精确。这说明本文设计方法可用于评估压力管道及类似工况下结构的棘轮极限,具有一定的工程价值。     

使用ODS FRF方法分析叶轮的动态特性

以工作振型（ODS）技术为基础,采用工作振型频率响应函数（ODS FRF）分析方法对风机叶轮进行了测试,得到了所测叶轮的振动峰值频率分布及其相应振型,并和传统试验模态方法（锤击测试）进行对比。结果表明：采用ODS FRF分析方法可以从试验数据中成功提取出叶轮的重根模态,比锤击测试模态分析结果更为理想。     

自吸泵自吸过程气液两相流数值模拟分析

自吸泵的自吸过程是一个很复杂的气液两相混合流动与分离过程。本文利用非稳态数值模拟方法模拟自吸泵自吸过程,初始条件为进水管及出水管含有部分空气,然后估算自吸时间。模拟结果表明：泵吸气和排气主要集中在自吸初期,期间叶轮入口和泵出口气含率最高分别可达62.4%和45.3%;叶轮入口气含率变化较泵出口气含率变化剧烈;此外,叶轮与导叶间隙对自吸性能有影响,间隙与自吸时间呈负相关变化,说明较大的间隙有利于泵的自吸。     

阳极键合应力的原位拉曼光谱研究

介绍了一种基于原位激光拉曼光谱的阳极键合应力研究方法。通过自制的小型阳极键合装置,结合激光拉曼光谱仪,原位研究了在阳极键合升温、通电和降温过程中硅界面应力的演变过程。升温过程中单晶硅的拉曼峰位会向低波数移动,通电恒温键合过程中氧化硅的生长会在单晶硅界面引入拉应力,降温过程中单晶硅界面的应力状态发生从拉应力到压应力的转变。界面的氧化过程对阳极键合结构界面的应力状态有重要影响。     

微型高速泵内空化流动的数值分析

以一台单级微型高速离心泵为研究对象,对其内部空化流动进行全流场数值模拟,分析了3种流动系数和不同空化数时该离心泵叶片流道内的空泡、静压以及相对速度分布规律。研究结果表明:空泡最先在叶片吸力侧前缘产生,该空泡区随着空化数的减小沿着叶片吸力侧向出口尾缘迁移和扩大,且呈非对称分布。在相同空化数下,随着流量系数的增加叶片流道内的空化区域变大;叶片吸力侧中间区域出现低速区并在叶片间流道内发展,同时,叶片尾缘处的高速区向叶轮内延伸,表明空泡造成叶轮内流道的堵塞,阻碍液体的流动;在叶片吸力面侧,空泡体积分数的最大值主要分布在叶片中间靠近轮毂的位置,而在压力面侧位于叶片前缘的机匣附近。初步建立了关于微型高速离心泵内空泡流动的一个较完整的认识。