检索结果-内蒙古大学图书馆

热能动力工程 2024年第5期39卷 86-92页

作者：成简陶乐仁李猛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

本文采用流体体积法(Volume of Fluid, VOF)多相流模型和Lee相变模型对制冷剂在水平光管和强化管管外的冷凝换热进行了数值模拟。分析了水平光管和强化管外液膜的瞬时液膜流动特性,计算了不同工况下光管和强化管的冷凝液膜厚度,及其与... 详细信息

本文采用流体体积法(Volume of Fluid, VOF)多相流模型和Lee相变模型对制冷剂在水平光管和强化管管外的冷凝换热进行了数值模拟。分析了水平光管和强化管外液膜的瞬时液膜流动特性,计算了不同工况下光管和强化管的冷凝液膜厚度,及其与局部冷凝传热系数及管外冷凝传热系数的关系,并对不同制冷剂在相同工况下进行了比较。结果表明:模拟结果与实验数据和Nusselt解析解具有良好一致性,误差均在10%以内;局部传热系数大小对液膜厚度的分布非常敏感,且强化管管外冷凝传热系数约是光管的6倍;结合冷凝液膜的分布和制冷剂物性参数可得R410A的管外冷凝系数最高,而R1234yf则最低。

关键词：冷凝换热 CFD VOF 双侧强化管冷凝液膜

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R1233zd(E)在平行小通道中的流动沸腾可视化研究

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制冷学报 2023年第1期44卷 136-141,166页

作者：张昭方奕栋徐丹胡凌韧王雨晨黄钰期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 浙江大学能源工程学院杭州310027

本文对低压制冷剂R1233zd(E)在平行小通道内的流动沸腾换热过程进行了可视化实验研究,分析了制冷剂在平行通道内流型的演变与分布,在此基础上讨论了流型对换热特性的影响。结果表明:随热流密度的增加,在通道内观察到泡状流、段塞流、搅... 详细信息

本文对低压制冷剂R1233zd(E)在平行小通道内的流动沸腾换热过程进行了可视化实验研究,分析了制冷剂在平行通道内流型的演变与分布,在此基础上讨论了流型对换热特性的影响。结果表明:随热流密度的增加,在通道内观察到泡状流、段塞流、搅拌流和波形环状流;在较高的热流密度下,部分通道出现回流现象。此外,不同通道内流型的分布规律略有不同;通道中局部表面传热系数变化趋势随流型的演变可分为不同阶段,中部与出口处的局部表面传热系数呈现不同的变化趋势;当干度小于0.1时,表面传热系数几乎不受质量通量的影响;随着干度增加,表面传热系数与质量通量呈正相关。

关键词：平行通道流动沸腾可视化流型分布换热特性

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蒸汽在含有不可溶核和可溶无机盐的细颗粒物表面的核化特性

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化工学报 2022年第7期73卷 3251-3261页

作者：赵庆杰胡晓红张超凡凤仙上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 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

鉴于生物质直接燃烧和生物质与煤混合燃烧发电过程排放细颗粒物表面通常含有一定量的可溶无机盐,基于经典异质核化理论,综合考虑晶核生长的表面扩散和直接沉积机制建立了改进的蒸汽在包含球形不可溶核和可溶无机盐的细颗粒物表面的异质... 详细信息

鉴于生物质直接燃烧和生物质与煤混合燃烧发电过程排放细颗粒物表面通常含有一定量的可溶无机盐,基于经典异质核化理论,综合考虑晶核生长的表面扩散和直接沉积机制建立了改进的蒸汽在包含球形不可溶核和可溶无机盐的细颗粒物表面的异质核化模型,利用数值模拟方法,对4种组分颗粒(不可溶颗粒以及3种含可溶无机盐的颗粒)的异质核化特性进行对比分析。结果表明,在中等接触角条件下,不可溶颗粒的临界晶核形成自由能和临界晶核半径最大,含KCl颗粒次之,含NaCl颗粒再次之,含CaCl_(2)颗粒最小;临界晶核条件下,表面扩散机制与直接沉积机制引起的水分子添加速率之比随颗粒半径的增大先略有增加而后保持不变,随接触角的增大而单调下降。研究还发现,当接触角较小时,含可溶无机盐颗粒的成核临界饱和度低于不可溶颗粒;当接触角较大时,含KCl和NaCl颗粒的成核临界饱和度先后超过不可溶颗粒。

关键词：颗粒成核凝结不可溶核可溶无机盐数值模拟

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基于定向协调策略改进换热单元优化的换热网络综合

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化工进展 2024年第8期43卷 4342-4353页

作者：张笑恬刘思琪崔国民黄晓璜段欢欢王金阳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 河南牧业经济学院能源与智能工程学院河南郑州450000 张家港海陆热能设备有限公司江苏苏州215600

针对强制进化随机游走算法优化换热网络时,换热单元过早消去和新生成换热单元难以存活,导致结构固化的问题,本文提出以换热单元数和年综合费用为双重评价指标的定向协调策略。首先,通过智能摄取换热单元数确定目标单元数域和平行种群数... 详细信息

针对强制进化随机游走算法优化换热网络时,换热单元过早消去和新生成换热单元难以存活,导致结构固化的问题,本文提出以换热单元数和年综合费用为双重评价指标的定向协调策略。首先,通过智能摄取换热单元数确定目标单元数域和平行种群数量;其次,将不同的目标单元数分配给平行种群;最后,以实际单元数与目标单元数的离散程度为评判标准,设计动态优化路径。该方法旨在避免优化算法在优化过程中因换热单元数限制而陷入局部极值陷阱,使每个平行种群内的个体可以充分搜索和优化目标单元数下的换热网络结构,从而同时兼顾算法的局部搜索能力与全局搜索能力。采用15SP算例和20SP算例进行验证,分别得到1496744USD/a和1396596USD/a的结果,均优于文献所得结果,证明了方法的有效性。

关键词：过程系统换热网络换热单元算法优化全局搜索

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基于蓝光阴影图像法的固体推进剂药条燃速测量方法

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固体火箭技术 2023年第4期46卷 644-652页

作者：胡海航樊荣杨杨万代红时志权邓栩昌杨斌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 上海航天动力技术研究所上海201109

针对图像法固体推进剂药条燃速测量方法受火焰辐射影响问题,提出蓝光阴影图像法固体推进剂药条实时燃速测量方法,搭建相应的实验测量系统并进行燃速测试。在常压下利用该方法对药条A进行了5次重复性实验,开展了6种不同配方推进剂药条燃... 详细信息

针对图像法固体推进剂药条燃速测量方法受火焰辐射影响问题,提出蓝光阴影图像法固体推进剂药条实时燃速测量方法,搭建相应的实验测量系统并进行燃速测试。在常压下利用该方法对药条A进行了5次重复性实验,开展了6种不同配方推进剂药条燃速测试,将蓝光阴影图像法得到的拟合燃速与靶线法测试结果进行对比,并对6种药条的实时燃速进行分析。结果表明,与直接成像法比较,蓝光阴影图像法可有效消除燃面处火焰自发辐射影响,提高燃面识别精度;对药条A进行的重复性实验中,平均值为2.534 mm/s,标准差为0.034 mm/s,扩展不确定度为0.069 mm/s,表明方法具有较高的稳定性;6种药条的拟合燃速与靶线法燃速结果对比,最大相对偏差为3.7%,说明该方法具有较高的测量精度。分析6种药条实时燃速的波动性发现,燃速高的药条往往其波动性较大,燃速接近时药条的波动性主要受药条配方的影响。

关键词：固体推进剂燃速测试实时测量蓝光阴影图像法燃面识别

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分形结构橡胶、泡沫铝海上风力机防护装置性能研究

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太阳能学报 2023年第5期44卷 320-327页

作者：岳新智韩志伟缪维跑李春赵鑫磊岳敏楠上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海电气风电集团股份有限公司上海200233 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

为避免船舶-风力机碰撞造成巨大损失,提升海上风力机防护装置抗撞性能,将笛卡尔分形结构应用于橡胶及泡沫铝材料设计防护装置,基于非线性动力学理论,采用ANSYS/LS-DYNA模拟5000 t船舶碰撞安装分形结构橡胶、泡沫铝防护装置4 MW单立柱三... 详细信息

为避免船舶-风力机碰撞造成巨大损失,提升海上风力机防护装置抗撞性能,将笛卡尔分形结构应用于橡胶及泡沫铝材料设计防护装置,基于非线性动力学理论,采用ANSYS/LS-DYNA模拟5000 t船舶碰撞安装分形结构橡胶、泡沫铝防护装置4 MW单立柱三桩海上风力机基础过程,对比分析研究不同材料防护装置采用分形结构后防护性能优劣。结果表明:较橡胶材料,泡沫铝防护装置吸能效果更好,显著提升防护装置能量耗散能力;分形结构作用于不同材料具有不同表现,应用于泡沫铝材料降低接触力效果更显著,而应用于橡胶在提升耗能、降低塔顶响应方面表现更佳。

关键词：海上风电风力机分形碰撞橡胶泡沫铝防护装置

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基于分形特征的海上风力机防护装置设计研究

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太阳能学报 2023年第1期44卷 148-155页

作者：岳新智韩志伟李春缪维跑赵鑫磊张万福上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海电气风电集团股份有限公司上海200233 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

根据分形理论设计一种分形防护装置,基于非线性动力学理论,采用ANSYS/LS-DYNA模拟5000 t船舶与设有不同阶数防护装置的4 MW海上风力机碰撞过程,分析研究不同阶数防护装置的防护效果。结果表明:较橡胶材料实心防护装置,分形防护装置可有... 详细信息

根据分形理论设计一种分形防护装置,基于非线性动力学理论,采用ANSYS/LS-DYNA模拟5000 t船舶与设有不同阶数防护装置的4 MW海上风力机碰撞过程,分析研究不同阶数防护装置的防护效果。结果表明:较橡胶材料实心防护装置,分形防护装置可有效降低接触力,延长接触时间;分形结构可提高防护装置内能转化能力,促进外层钢壳吸能,并提升橡胶内能耗散;分形防护装置应力峰值更低,高应力区域更广,可使更大面积材料发挥防护作用,有效降低撞深。不同阶数分形结构的抗撞性能与分形孔受撞后变形状况有关,其中一阶分形结构提升防护装置抗撞性能最优。

关键词：海上风力机分形碰撞防护装置

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声场中微米级颗粒间二元碰撞的离散元模拟

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高校化学工程学报 2024年

作者：周英贵许玥杨娜娜凡凤仙盐城工学院环境科学与工程学院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

建立声场中微米级颗粒间二元碰撞的离散元模型，在模型验证的基础上，探究颗粒碰撞过程中接触力、重叠量和颗粒速度演变的过程，考察颗粒中心连线与声波波动方向的夹角和颗粒半径对碰撞动力学的影响。结果表明，颗粒凝并前经历多次“压... 详细信息

建立声场中微米级颗粒间二元碰撞的离散元模型，在模型验证的基础上，探究颗粒碰撞过程中接触力、重叠量和颗粒速度演变的过程，考察颗粒中心连线与声波波动方向的夹角和颗粒半径对碰撞动力学的影响。结果表明，颗粒凝并前经历多次“压缩-回弹”过程，颗粒分离前仅经历一次“压缩-回弹”过程；颗粒中心连线偏离声波波动方向程度越大，凝并时间越长，特别是当二者接近垂直时，颗粒无法发生碰撞；随着颗粒半径的增大，碰撞后果由凝并转变为分离，凝并时间先减小而后趋于恒定，分离时间几乎不受颗粒半径的影响。研究结果可为颗粒声凝并过程的准确预测提供基础。

关键词：微米级颗粒二元碰撞外加声场颗粒凝并离散元方法数值模拟

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吸气控制策略对垂直轴风力机气动性能影响研究

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太阳能学报 2022年第5期43卷 287-295页

作者：罗帅缪维跑刘青松李春张万福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

针对垂直轴风力机复杂气动特性,将吸气孔置于风力机翼型上下表面,提出不同吸气控制策略以改善其气动性能。基于CFD方法,研究不同叶尖速比下吸气策略对风力机风能利用率、叶片切向力系数及流场特性的影响,综合考虑能量消耗与风力机输出... 详细信息

针对垂直轴风力机复杂气动特性,将吸气孔置于风力机翼型上下表面,提出不同吸气控制策略以改善其气动性能。基于CFD方法,研究不同叶尖速比下吸气策略对风力机风能利用率、叶片切向力系数及流场特性的影响,综合考虑能量消耗与风力机输出功率。结果表明:提出的3种控制策略在低叶尖速比下均能大幅提升整机气动效率。效果最佳的迎、背风区交替吸气策略可显著推迟分离点,延缓翼型动态失速发生,并减少分离涡周期性脱落造成的损失。此外,该策略对动态尾迹效应有良好的控制效果,同时降低整机转矩波动幅值,消除中低叶尖速比下风轮负转矩,从而提高获能效率且延长风力机使用寿命。

关键词：垂直轴风力机流动控制计算流体力学气动特性吸气策略

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USST高性能水平轴风力机翼型族

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太阳能学报 2022年第10期43卷 289-295页

作者：张倩莹伊鹏辉刘兆方黄典贵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

结合层流翼型与钝尾缘的特性,通过Hicks-Henne型函数对翼型参数化修型,基于多岛遗传算法及Xfoil气动分析,针对大型水平轴风力机翼型进行多目标函数、多设计工况、多约束条件下的优化设计,得到适用于大型风力机的高性能翼型族(USST翼型族... 详细信息

结合层流翼型与钝尾缘的特性,通过Hicks-Henne型函数对翼型参数化修型,基于多岛遗传算法及Xfoil气动分析,针对大型水平轴风力机翼型进行多目标函数、多设计工况、多约束条件下的优化设计,得到适用于大型风力机的高性能翼型族(USST翼型族)。其升阻比在大多数攻角下均高于同厚度的FFA、DU系列等现有风力机翼型族,且在同样的升力系数下具有更大的升阻比。最后为考核优化设计得到的翼型族,采用数值模拟方法对优化结果进行验证,证明设计得到的新型风力机翼型族具有优越的气动性能。

关键词：风力机水平轴翼型钝尾缘气动性能叶片优化

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