内切入口长圆管内旋转流的模拟分析研究

利用pro/e软件建立喷嘴内部流场的几何模型并进行网格划分,然后利用fluent软件进行数值模拟并对模拟结果进行分析。

对旋转矩形通道内的湍流流动和换热进行了直接数值模拟.非稳态n-s方程的空间离散采用二阶中心差分法,时间推进采用二阶显式adams-bashforth格式.分析了旋转对通道截面上主流平均速度、截面流速以及截面平均温度的影响,结果表明:在不考虑离心力的作用时,随旋转数的增大,管道截面的平均速度减小,平均湍动能减小,与静止时相比,旋转数为1.5时平均湍动能减小了33%;在考虑离心力的影响时,对于径向旋转轴向出流,平均速度增大,平均湍动能增大,而对于径向旋转轴向入流,结果相反.在旋转数为1.5时,与不考虑浮升力相比,对于径向旋转轴向出流,平均湍动能增大了17%,而对于径向旋转轴向入流,平均湍动能减小了43%.

采用直接数值模拟方法对绕截面中心轴旋转的方通道内的充分发展湍流进行了数值模拟,湍流雷诺数和普朗特数分别为400和0.71.为了分析浮升力对流体运动的影响,给出了不同格拉晓芙数gr下的主流平均速度场、温度场、二次流、湍流强度、雷诺应力等湍流统计量的分布情况,并对旋转效应的稳定与否以及由此对湍流统计量的影响进行了分析.结果表明:旋转效应稳定的区域湍流受到抑制,旋转效应不稳定的区域湍流增强,随gr的增加旋转效应稳定性变得更加复杂;浮升力对流场和温度场有明显的影响,随gr的增加影响更加明显.

室内旋转消火栓

室内旋转钢楼梯的设置主要是为了满足建筑形态的要求。其为空间受力体系,有必要分析在行人激励作用下的振动特性,并进行舒适度评价。提出了室内旋转钢楼梯振动分析中的行人激励荷载模型及分析工况;参考国内外相关振动评价规范,提出了频率控制、竖向加速度峰值控制及竖向、侧向加权均方根加速度控制的舒适度评价标准。最后针对某工程实例,进行了数值分析、现场实测和舒适度评价,验证了评价标准。

离心式叶轮机械的叶轮通道内的流体流动受到旋转效应与曲率影响而产生强烈的二次流现象。二次流是叶轮通道内流动损失的一个原因,对离心叶轮机械的性能产生不利的影响。应用开源cfd软件openfoam对旋转情况下的90°弯曲通道内的不可压缩流体流场进行三维黏性数值模拟。研究了弯曲通道在不同转速下哥氏力与离心力共同作用对主流速度、二次流及压力特性的影响规律。结果表明:与静止通道相比,旋转产生的哥氏力在弯曲管段形成不对称的二次流,使通道内涡结构变得复杂;甚至在较高转速下二次流方向发生反向。

研究相变材料在水平圆管内的接触熔化过程,考虑了圆管表面与接触熔化固液相界面法向角度的不同,给出新的物理模型,应用边界层理论推导得熔化过程所应该满足的基本方程,用数值方法求得了新的边界层厚度、压力分布、熔化率、熔化结束时间、努谢尔特数,以及熔化、液面高度的变化规律,并进行了分析讨论,与相关文献的解析结果进行了比较。

分别对螺旋椭圆管和螺旋扁管建模并进行数值模拟和理论分析,对比研究两种螺旋管道的流动换热性能及沿程换热情况,结果表明:层流范围内,螺旋扁管的换热性能好于螺旋椭圆管,但流动阻力较大,根据综合性能评价因子得知螺旋扁管较好;湍流范围内,螺旋椭圆管性能好于螺旋扁管.沿程换热情况表明螺旋管长约为0.5m时换热效果最佳,同时螺旋管几何尺寸对换热性能也有影响.

利用fluent软件,采用realizablek-ε模型对不同流速、不同开孔条件下螺旋管内部流场进行了数值模拟分析。入口流速较高时,螺旋管内油水界面为向内侧管壁倒伏的"v"字形,"v"字形内侧为油相,外侧为水相;螺旋管横截面上流体速度与压力沿径向由内侧管壁向外侧管壁逐渐增大。根据模拟结果提出了螺旋管开孔优化设计方法:在高入口流速下,螺旋管外侧管壁开孔位置应选择在螺旋管横截面水平位置及其上、下一定角度处(同时开孔),从而提高油水分离效率;在保证管内压力为正值的前提下,可考虑在内侧管壁开孔释放分离出的油。为降低系统压损,应尽量降低入口流速。

利用计算流体力学软件fluent,采用数值模拟方法究了幅值不同的两种波纹管传热状况,发现幅值为4mm的波纹管的传热状况优于幅值3mm波纹管的传热状况,这是由前者管内湍流强度高于后者所致。同时,回归了两波纹管的换热准则方程,为波纹管的校核计算及工程应用提供依据。

研究入口流道带倾角的水力旋流器模型,用gambit软件建模并划分网格,运用fluent软件对其油水分离情况进行数值模拟,分析了传统直入口流道与带倾角入口流道的区别。发现倾斜入口模型压力降明显降低,有助于降低旋流管能耗。倾斜入口模型模拟中,底流处油的浓度较低,分离效果较好。

建立了高炉冷却壁三维物理模型。采用大型cfd软件flunt6.8中的欧拉多相流模型,对高炉冷却壁冷却水管内的液固两相流三维流动和污垢清洗特性进行了数值模拟研究。分析了流体的流速、固体颗粒的粒径、体积分数对流体的流动、清洗强度及清洗均匀的影响。结果表明:流体的湍流强度、壁面污垢清洗强度和压力降均随流速、颗粒粒径和体积分数的增加而增加;液固流态化清洗防垢除垢效果取决于流速、液固颗粒粒径和体积分数的合理组合;综合考虑节水节能及污垢清洗的均匀性,高炉冷却壁的最佳流速为2.0～2.5m/s,固相颗粒粒径为3～4mm,体积分数为5%～8%。研究结果为高炉冷却壁液固流态化污垢在线清洗的工业应用提供了理论基础。

对电站空冷凝汽器矩形翅片椭圆管空气侧的流动与传热特性进行了数值模拟,分析了翅片上有无扰流孔两种情况下矩形翅片表面的局部表面传热系数分布规律。对影响空气侧传热和流动性能的因素,包括扰流孔数、扰流孔尺寸、扰流孔位置进行了优化分析。数值模拟结果表明:随着扰流孔数的增加,表面传热系数和流动阻力逐渐增加,在一定范围内,换热量也不断增加;随着扰流孔的尺寸增大,表面传热系数和流动阻力均增大,但是总换热量减少;相对来说,扰流孔的位置对表面传热系数和流动阻力的影响不大。

针对反应堆安全注射过程中的热冲击问题,应用基于有限差分的有限容积法和k-ε紊流模型,分别对支管倾角为30°、60°、90°、120°和150°的倾斜三通管内的流动和换热进行三维数值模拟研究,得到了三通管内的流动结构、压力分布与温度分布。分析了三通管几何结构、流动条件和流体温度变化对三通管内的流动结构、温度分布及热应力的影响。结果表明,主流与支管射流的温度差、支管倾角对三通管内的热应力的影响较大,在三通管的迎流侧热应力表现更为明显。

利用fluent6.2及辅助软件对传热管内置带旋流口的塑料椭圆斜齿平带的流体流动及强化传热进行了计算机三维数值模拟,分析并比较了光管与有内置椭圆斜齿塑料平带的情况下管内流速、湍流度以及对流传热系数的分布改善情况。结果表明:平带管内流体的流动是以螺旋流动为主的复杂的三维流动;由于平带的扰流作用,使得平带管内流速、湍流强度得到了很大程度的提高,有效抑制了管内壁污垢的沉积,强化了传热,平带管内侧的平均传热系数较光管提高了45%,平带所带来的管路压降在工程许可的范围内,适用于流速低于0.8m·s-1的换热器中。

设计了一种带内锥的切向进口扩散式方形分离器,利用了考虑各向异性的雷诺应力湍流模型对分离器内的气相流动情况进行了数值模拟研究,分析了其内部气相流场的轴向、切向和径向速度分布以及压力分布情况,并计算了其压降.数值模拟结果显示分离器内呈典型的双层流动结构,方形截面在其拐角处对气流存在扰动,主要影响其切向速度,压力分布在反射锥开口处存在分界,分离器的压降随进口速度增大而增大.

以高精度自整角机/旋转变压器—数字转换为基本原理,综合运用高精度的数字/模拟直流电压(d/a)与模拟直流电压/电流(v/i)变换技术及隔离技术,设计研制的自整角机/旋转变压器信号直接转换成仪表用标准工业接口所需要的电流信号,为使用者提供了方便。

本文通过三维数值模拟的方法研究了混合对流作用下u型管管内的换热特性,分析了管内截面自然对流对管内层流换热的影响及主流速度、壁面热流密度和u型管倾角等参数对管内混合对流换热特性的影响。结果表明:与纯强制对流相比混合对流作用下其管内换热系数显著增大;在混合对流作用下,随壁面热流密度增大,管内换热增强,但随进口流速或u型管倾角的增大时,管内换热减弱。

为了对超临界水冷堆概念设计参数范围内超临界水的传热特性有进一步的了解,通过实验和数值模拟的方法对竖直上升圆管通道内超临界水的传热特性开展了研究,用实验数据对现有传热关系式和cfd计算模型进行了评估。通过实验数据与现有经验关系式的对比,发现现有大多数超临界传热关系式能够对本实验的壁温进行预测。使用实验数据对cfd模型进行了评估,结果表明在本实验参数条件下sst模型和rngk-ε模型的计算壁温与实验数据趋势基本一致。

[目的]总结8例维持性血液透析病人采用聚四氟乙烯(ptfe)行动静脉人工内瘘人工血管转流术的观察和护理。[方法]回顾性分析2013年10月—2017年5月我科8例维持性血液透析病人,采用ptfe人工血管行动静脉人工内瘘人工血管转流术,术后随访3个月。[结果]8例病人术后通畅率为100%,3个月时血栓形成1例,行手术取栓,术后血管通畅。分别于第4周~第8周开始使用人工血管内瘘行血液透析治疗,效果满意。[结论]术前准备充分,术后精心护理,加强知识宣教,预防并发症发生,正确使用动静脉内瘘,能提高手术成功率,延长人工血管动静脉内瘘的使用寿命。

我国现有管道经多年的冲刷以及内外腐蚀后,在关键部位如大小头处存在一定的安全隐患,严重影响了管道的安全运行。本文利用cfd软件,对输气管道大小头内流场进行模拟,得出如下结论:(1)速度等值线在进口段分布较稀疏,对称位置速度变化不大,截面位置越靠上速度变化越大,同一速度等值线向内收缩;(2)同一对称面含水量几乎相同,含水量在小管段靠近壁面先减小后增大;(3)大管段入口处近似不存在剪切应力;变径处剪切应力等值线变密,呈逐渐增大趋势;小管段入口处逐渐变大,而后有减小的趋势;(4)变径处流体冲刷作用较大,需采用耐腐蚀钢材或适当增加壁厚。

针对洞庭湖区的洪水组成、水流泥沙演变、河道湖泊水系分布特点以及河道湖泊疏浚工程布局情况,利用gis技术模拟洞庭湖地形变化,采用有限体积法建立了湖泊二维水力学计算模型预测疏浚工程实施后的水位、流量、流速流场变化,为河道、航道港口整治、河道疏浚清淤等工程决策与实施提供了可靠理论依据。