检索结果-内蒙古大学图书馆

化学工程 2024年第7期52卷 39-44,50页

作者：顾晟杰陶乐仁金程赵谢飞居一伟上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

以去离子水为工质,对尺寸为1400 mm×250 mm×3.5 mm(高×宽×深)的蒸汽加热竖直矩形窄通道内完全沸腾起始点进行实验研究,并对气泡脱离直径构建预测模型。分析入口温度、质量流量以及加热蒸汽流量对完全沸腾起始点位... 详细信息

以去离子水为工质,对尺寸为1400 mm×250 mm×3.5 mm(高×宽×深)的蒸汽加热竖直矩形窄通道内完全沸腾起始点进行实验研究,并对气泡脱离直径构建预测模型。分析入口温度、质量流量以及加热蒸汽流量对完全沸腾起始点位置及对应位置处壁面过热度的影响。基于Hata、Mcadams的公式模型提出实验工况范围内蒸汽加热竖直窄矩形通道的完全沸腾起始点过热度的预测关联式,其平均相对误差为6.11%;采用力学方法对加热壁面附壁气泡进行力学分析,构建基于受力平衡的气泡脱离直径预测模型,采用可视化实验进行验证,其平均相对误差为13.37%。

关键词：窄通道完全沸腾起始点壁面过热度气泡脱离直径

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R134a水合物蓄冷系统的散流器优化

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化学工程 2024年第5期52卷 79-84页

作者：杨振谢应明郭郁俞秀娟段汉坤上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

为了强化R134a水合物连续制备系统的蓄冷性能,采用Fluent软件模拟不同单圈喷嘴个数(4个、6个)及不同环径比(0.5D,0.6D,0.7D,0.8D,0.9D)散流器模型的气液接触特性。根据数值模拟的结果加工了性能较好的b4型散流器(喷嘴个数4、环径比0.8 D... 详细信息

为了强化R134a水合物连续制备系统的蓄冷性能,采用Fluent软件模拟不同单圈喷嘴个数(4个、6个)及不同环径比(0.5D,0.6D,0.7D,0.8D,0.9D)散流器模型的气液接触特性。根据数值模拟的结果加工了性能较好的b4型散流器(喷嘴个数4、环径比0.8 D)和c4型散流器(喷嘴个数6、环径比0.8 D),通过实验对比b4型、c4型及a型散流器(原始散流器、喷嘴个数3、环径比0.4 D)对R134a水合物蓄冷性能的影响。结果表明:与a型散流器相比,b4、c4型散流器对R134a水合物蓄冷性能均有强化作用。当系统采用c4型散流器时,各项蓄冷性能均达到最佳:平均蓄冷速率为0.345 kW;总蓄冷量为926.47 kJ;水合物生成质量为912.54 g。研究表明:散流器优化对于本系统的R134a水合物蓄冷系统性能具有明显强化作用。

关键词： R134a水合物蓄冷优化压缩式循环数值模拟

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基于超声的高浓度浆液两相流粒径在线测量

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化工进展 2024年第2期43卷 593-601页

作者：张世玮李玉宇孟磊宁翔苏明旭上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093 大唐环境产业集团股份有限公司北京100097

近年来颗粒粒径测量问题受到了国内外的广泛研究,其中高浓度两相流的在线测量越来越成为关注的焦点。为测量石灰石浆液在流动过程中的颗粒粒径分布,由超声在线测量装置获得质量分数10%~40%浆液在不同时间的超声衰减谱。根据Harker&T... 详细信息

近年来颗粒粒径测量问题受到了国内外的广泛研究,其中高浓度两相流的在线测量越来越成为关注的焦点。为测量石灰石浆液在流动过程中的颗粒粒径分布,由超声在线测量装置获得质量分数10%~40%浆液在不同时间的超声衰减谱。根据Harker&Temple和BLBL散射叠加模型预测,结合基于最优正则化的加权非负最小二乘算法(ORT-WTLS)计算浆液粒径分布。结果表明:由不同粒径理论衰减谱和10dB含噪衰减谱计算的颗粒直径与设定值的相对误差均小于5%。衰减系数并非随浆液浓度线性递增,表明Harker&Temple和BLBL非线性模型适用于高浓度浆液体系的理论预测。使用ORT-WTLS算法对浆液实验衰减谱中的测量误差作加权处理并计算颗粒粒径分布,其测量结果与图像法基本吻合,动态测量误差小于7%。因此结合实验超声衰减谱、颗粒测量的非线性声学理论模型及ORT-WTLS反演算法可准确计算高浓度浆液的颗粒粒径分布。

关键词：浆液两相流超声粒径分布测量

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R513A在水平管内流动沸腾换热特性

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化学工程 2024年第8期52卷 43-48页

作者：张苏韩陶乐仁黄理浩刘德金程上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

为研究R513A在水平管内的流动沸腾换热特性,在质流密度为100—200 kg/(m^(2)·s)、饱和温度为5—10℃、热流密度为0—56 kW/m^(2)和干度为0—1的工况范围内,分析质流密度、饱和温度和出口干度(热流密度)对换热系数的影响。结果表明... 详细信息

为研究R513A在水平管内的流动沸腾换热特性,在质流密度为100—200 kg/(m^(2)·s)、饱和温度为5—10℃、热流密度为0—56 kW/m^(2)和干度为0—1的工况范围内,分析质流密度、饱和温度和出口干度(热流密度)对换热系数的影响。结果表明:流动沸腾换热系数随出口干度的增加出现先增大后减小的趋势,管壁液膜在气体的冲刷下,环状流阶段出现“环状-干涸流”,局部干涸的出现使流动沸腾换热系数降低。质流密度越大,流动沸腾换热系数越高,受气体的冲刷作用,干涸的临界干度随质流密度的增加而减小,但在外径为9.52 mm的螺纹管中,临界干度随质流密度增加而增大。与4种经验模型预测进行对比,在干涸发生前,Gungor-Winterton模型的预测准确度最高,平均绝对误差为13.92%;在干涸发生后,Jung模型的预测精度最高,平均绝对误差为2.56%。

关键词：管内沸腾 R513A 螺纹管换热系数

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基于离散元方法的U形管中颗粒不稳定性

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化工进展 2024年第11期43卷 6083-6090页

作者：周英贵高信白鹏博凡凤仙盐城工学院环境科学与工程学院江苏盐城224051 上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

对填充颗粒物料的U形管施加竖直振动时,颗粒将呈现由一个分支向另一个分支定向迁移的不稳定性,该现象对颗粒物料的输运产生重要影响。为探究U形管中颗粒不稳定性的动力学行为及机理,基于离散元方法对颗粒动力学过程进行可视化模拟,分析... 详细信息

对填充颗粒物料的U形管施加竖直振动时,颗粒将呈现由一个分支向另一个分支定向迁移的不稳定性,该现象对颗粒物料的输运产生重要影响。为探究U形管中颗粒不稳定性的动力学行为及机理,基于离散元方法对颗粒动力学过程进行可视化模拟,分析了初始颗粒填充状况对颗粒不稳定性的影响,揭示了颗粒不稳定性的发展与饱和阶段速度场演化特性,考察了壁面摩擦对颗粒不稳定性的影响。结果表明,颗粒不稳定性与自放大效应有关,其发展阶段受到颗粒初始填充状况的影响;而最终饱和阶段U形管两分支颗粒表面高度差与颗粒初始填充状况无关,这与实验报道一致。在颗粒不稳定性的发展阶段,U形管向下运动过程中,水平段颗粒向两竖直分支膨胀,颗粒传输到颗粒量较多而底部颗粒速度较小的分支;在饱和阶段,U形管向下运动时,颗粒量较多分支中的惯性效应引起颗粒底部速度较大,抑制了水平段颗粒向其中的传输,导致颗粒表面高度差的增长停止。壁面滑动摩擦系数过小或过大时,颗粒定向迁移的现象均无法发生。

关键词：颗粒物料不稳定性数值模拟 U形管竖直振动离散元方法

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超临界二氧化碳类液-类气区边界线数值分析

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物理学报 2022年第4期71卷 1-7页

作者：孙辉刘婧楠章立新杨其国高明上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

超临界二氧化碳(S-CO_(2))因在萃取、沉淀、热力循环及化学反应等方面有着十分广阔的应用前景,逐渐成为学术界的重要研究课题.由于在近临界区,可以观察到随温度或压力变化出现大量的物性异变现象,使得各国学者对流体临界点附近区域的研... 详细信息

超临界二氧化碳(S-CO_(2))因在萃取、沉淀、热力循环及化学反应等方面有着十分广阔的应用前景,逐渐成为学术界的重要研究课题.由于在近临界区,可以观察到随温度或压力变化出现大量的物性异变现象,使得各国学者对流体临界点附近区域的研究产生了浓厚兴趣.随着分子动力学模拟技术的快速发展,该技术可辅助传统实验方法用于研究近临界流体的相关物性.为确定S-CO_(2)在近临界区Widom线范围及类液-类气区的分子结构特征,本文通过分子动力学模拟技术结合聚类分析,研究了温度和压力范围分别在300—350 K和5.5—18.5 MPa下,CO_(2)密度时间序列变异系数及偏度同Widom线和类液-类气区间的关系.结果表明:S-CO_(2)在近临界区Widom线的确定可通过连接密度时间序列曲线变异系数极大值点来确定,Widom线沿着临界点开始延伸直到350 K时停止;S-CO_(2)类液区和类气区的分子分布结构可以用数密度分布的偏度来区分,偏度在类气态时为正值,在类液态时为负值,而在Widom线上达到最大值.

关键词：分子动力学超临界二氧化碳 Widom线类液-类气区

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蒸气压缩式CO_(2)水合物直接接触蓄冷系统的仿真研究

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制冷学报 2023年第1期44卷 114-121,135页

作者：段汉坤谢应明杨文宇谢梅萍刘道平豆斌林杨亮上海理工大学能源与动力工程学院、上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

本文建立了水冷压缩式CO_(2)水合物直接接触蓄冷系统的仿真模型,模拟研究了不同充注压力(3.5、3.6、3.7、3.8 MPa)下蓄冷系统的降温曲线和总蓄冷量。研究发现,降温曲线的模拟结果与实验结果的相对误差依次为4.02%、4.43%、3.38%、1.89%... 详细信息

本文建立了水冷压缩式CO_(2)水合物直接接触蓄冷系统的仿真模型,模拟研究了不同充注压力(3.5、3.6、3.7、3.8 MPa)下蓄冷系统的降温曲线和总蓄冷量。研究发现,降温曲线的模拟结果与实验结果的相对误差依次为4.02%、4.43%、3.38%、1.89%,总蓄冷量的模拟结果与实验结果的相对误差依次为0.82%、3.41%、1.45%、1.81%,所有相对误差均小于5%,说明模型具有较好的预测能力。为了提高实验系统蓄冷性能,采用模型进行系统优化,结果表明:冷却水流量由65 mL/s增至100 mL/s时,系统预冷时间由22.5 min减至20.8 min,系统COP先增加后减少。冷却水流量为95 mL/s时,系统COP最大;冷却水温度由22℃升至30℃时,系统预冷时间由16.1 min增至21.9 min,系统COP由1.77降至1.53;当充注压力由3.5 MPa升至5.0 MPa时,排气压力由5.4 MPa升至12.1 MPa。当充注压力为5.0 MPa时,排气压力为12.1 MPa,超过压缩机警戒压力,所以低于5.0 MPa的充注压力较为安全。

关键词： CO_(2)水合物压缩式制冷循环蓄冷系统模拟优化

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三套管相变蓄热器导热肋片的拓扑优化

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动力工程学报 2023年第4期43卷 397-405页

作者：姚莉张峰鸣赵明上海理工大学能源与动力工程学院上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

采用基于变密度方法的拓扑优化方法对三套管相变蓄热器的肋片结构进行优化,然后进行几何重构,并与其他3种传统直肋模型进行比较。结果表明:几何重构后的模型的蓄放热过程与拓扑优化结果具有一致性,温度均匀性显著提升,且完全熔化时间相... 详细信息

采用基于变密度方法的拓扑优化方法对三套管相变蓄热器的肋片结构进行优化,然后进行几何重构,并与其他3种传统直肋模型进行比较。结果表明:几何重构后的模型的蓄放热过程与拓扑优化结果具有一致性,温度均匀性显著提升,且完全熔化时间相对减少了68.6%,完全凝固时间相对减少了80.4%;导热材料在相变蓄热器中的分布均匀性对蓄放热性能有重要影响,根据均匀分布设计原则的模型拥有较好的蓄放热性能,但总体上基于拓扑优化方法的重构模型具有最少肋片数量及最高蓄热量等优点。

关键词：相变蓄热器拓扑优化变密度方法强化换热

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离体射流参数对翼型气动性能的影响

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工程热物理学报 2023年第2期44卷 374-381页

作者：王静史旭阳黄典贵上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 西北工业大学动力与能源学院西安710129 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

为了提高翼型的气动性能,在NACA0018前缘前设置离体射流来控制流场。采用数值模拟方法研究不同射流圆柱直径、射流口长度、射流装置距表面距离和射流动量时的离体射流对翼型控制效果的影响。计算结果表明引入不同方案的离体射流均可不... 详细信息

为了提高翼型的气动性能,在NACA0018前缘前设置离体射流来控制流场。采用数值模拟方法研究不同射流圆柱直径、射流口长度、射流装置距表面距离和射流动量时的离体射流对翼型控制效果的影响。计算结果表明引入不同方案的离体射流均可不同程度地提升翼型的气动性能,主要体现在升力系数的提升上,而对阻力系数的控制能力较弱。通过变攻角性能分析发现离体射流能在多攻角下保持良好的控制能力。流场显示射流使翼型前缘产生负压区并消除翼型上表面的分离泡。

关键词：离体射流气动性能升阻比升力系数阻力系数

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基于正向投影面积法的层析粒子图像测速权重系数计算方法

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光学学报 2023年第11期43卷 17-30页

作者：封明军周骛黄浩钦张大鹏高丽敏蔡小舒上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 翼型叶栅空气动力学国家级重点实验室陕西西安710129 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

三维重建是层析粒子图像测速(PIV)中重要的一步,重建过程中的权重系数计算通常较为繁琐。基于此,提出一种层析PIV快速权重计算方法——正向投影面积(FPA)法,即将离散体素投影在相应像元上的面积作为权重系数计算的方法。首先,基于针孔... 详细信息

三维重建是层析粒子图像测速(PIV)中重要的一步,重建过程中的权重系数计算通常较为繁琐。基于此,提出一种层析PIV快速权重计算方法——正向投影面积(FPA)法,即将离散体素投影在相应像元上的面积作为权重系数计算的方法。首先,基于针孔相机模型构建三维空间内粒子多视角投影成像仿真程序,生成仿真图片用于方法分析与验证;其次,将FPA方法结合目前主流重建算法开展三维重建精度和耗时分析。结果表明,当用于本研究所述测量区域重建时,相比于传统后向方法与亚网格法权重系数计算方法,FPA法的权重矩阵元素个数分别降低了大约3个和1个数量级,计算时间分别减少了97%与85%,相应地降低了计算机的内存占用,且FPA法与传统后向方法所计算的权重矩阵的平均相似度高于0.9974。在常用实验粒子数分数(pppp=0.05)下,该方法结合目前主流重建算法的重建精度可达0.8以上。同时基于仿真图片分析了相机最佳采集角度以及实验相机噪声对重建结果的影响,结果表明,在实验噪声条件下重建结果仍然满足三维流场重建的要求。

关键词：图像处理层析粒子图像测速三维重建权重系数计算正向投影面积法

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