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许多环境工程设备需要针对不同的废水情况进行设计,但是污水处理反应器中的内部流场极其复杂,单靠经验很难判断设备的工作情况和净化效果.为了研究旋转磁场光磁污水处理反应器的流场空间分布特点,采用Gambit软件建立光磁反应器的物理模型,利用Fluent软件对三维模型的流场进行数值模拟,讨论了3种转速下对内部流场的影响,并分析了不同转速下液相流的流场分布特点.结果表明,流体流速随转速增大而增大,转速为0.2 rad/s时,流体流动较弱;而转速为0.5 rad/s时,流体能充分循环流动,但流场流速偏低;虽然转速为1.0 rad/s相比转速为0.5 rad/s时的流体紊动动能大,流场分布均匀,但此时会形成旋涡.分析不同转速下的流体流场特点,可为反应器结构设计优化提供参考. 相似文献
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为了研究内外层套筒小孔孔径对双层套筒阀流量系数和压降流动特征的影响,采用计算流体动力学方法,建立了稳态可压缩过热蒸汽流动的数值模型.对比分析了全开工况下不同内外层套筒开孔孔径组合模型流量系数和压降流动特性的差别.结果表明:内外层套筒不同孔径对于每层套筒的压降有明显影响,内外层套筒开孔孔径等比例放大对每层套筒压降几乎没有影响.只增大外层套筒孔径时,套筒间隙处流体流速不断增大;内外层套筒孔径等比例放大时,套筒间隙处流速变化波动减小.当双层套筒阀需要小幅度提升流量系数时,可以增大外层套筒开孔孔径;当双层套筒阀需要大幅度提升流量系数时,可以对内外层套筒开孔孔径同时等比例增大.研究结果对于套筒阀套筒开孔孔径的设计具有一定的指导意义. 相似文献
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为了研究在槽道湍流中加入少量高分子聚合物产生减阻后存在一种多级转换现象,将近年来在减阻领域提出的对拉伸高分子自洽的线性等效黏度模型应用于Navier-Stokes方程,并使用雷诺应力方程模型研究高分子湍流减阻效果.数值模拟得出了各减阻程度下的减阻率,为了找出不同减阻区之间的转变点,与文献中直接数值模拟结果进行了对比,验证了模型在该问题上的可行性.对各减阻阶段上常见的湍流特征值如时均速度、雷诺应力、黏性应力、湍流强度进行数值上的比较,并与文献中的试验研究以及直接数值模拟结果进行对比,找出其变化规律,得出湍流在各减阻阶段上流动稳定性方面的特点,以期深化对湍流减阻机理的认识,为湍流流动控制提供参考. 相似文献
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湿式双离合器冷却油流场特性仿真分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为改善离合器摩擦片的热状态,开展了湿式双离合器冷却油入口流量对外离合器摩擦片入口处流速和油压的影响研究。基于不可压缩流体控制方程和RNGk-ε湍流模型,建立了Y型槽湿式双离合器油路的三维流体模型,借助ANSYS/Fluent CFD软件,应用有限元法进行了流场分析,得到外离合器入口流速和油压的数值,并通过引入离散系数来进行定量分析,研究了不同入口冷却油流量对外离合器摩擦片入口处流速和油压的影响。结果表明,随着入口流量的增加,湿式双离合器摩擦片入口处冷却油流动速率加快,压力增大,但同时流动均匀性下降,压力稳定性变差。当冷却油初始流量越大时,再增加初始流量对摩擦片入口流速和压力的影响会越来越不明显,反而对摩擦片入口流速均匀性和压力稳定性的影响越来越严重。 相似文献
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板式预热器是一种高效紧凑的换热器,由于其传热系数大,传热阻力小等特点被广泛地应用于各种领域,长期以来,对其研究只停留在实验和经验的基础上,缺乏预见性.对平板预热器的物理模型进行了合理简化,利用数值计算软件,采用SIMPLEC算法和标准湍流模型,通过求解三维方程和能量方程对CMR预热器内板片间的流场进行了数值模拟.结果表明:导气墙越长,换热效率越大,阻力损失也会越大;增加流速,热效率降低,阻力损失增加;板间距离减小,换热效率增大,阻力损失也会增大. 相似文献
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形体减阻类型、减阻机理与仿生 总被引：9，自引：1，他引：9
形体减阻在气体，流体和固体系统中有着良好的应用前景，对3种介质中运动物体的减阻类型与减阻机理进行归纳和分析。将形体减阻分为几何非光滑与柔性非光滑两种形式。从能量角度，通过建立界面能量平衡方程。将3种介质中减阻的实质统一为系统能量的转移量与转移速率，从仿生学角度，对一些人造物与自然生物的减阻效果做了对比分析。对刚性与柔性结构单元组合形式进行了分类归纳并举例，得出一些有益于工程仿生减阻设计的结论。 相似文献
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针对深松作业阻力大、牵引能耗高、作业效率低等问题，提出了一种针对低含水率、高紧实度耕作土壤的曲面深松铲主动润滑减阻和土壤改良复合作业方案。首先，在三维扫描获得曲面深松铲三维模型的基础上，通过离散元法分析了曲面深松铲作业过程中深松铲与土壤颗粒间的互作特性，确定了铲体最大摩擦接触面作为主动润滑减阻面；其次，提出了主动液体润滑减阻思路，并借鉴蚯蚓体液分布构形与体表织构，分别在铲面和铲尖的最大摩擦接触面上，设计了沟槽形式的表面构型与节流孔等润滑面结构以及润滑介质泵送系统，形成了主动润滑减阻曲面深松铲；最后，以作业速度、润滑液流量为试验因素，以水平方向作业阻力为主要指标，在两种土壤条件下进行了大田试验。试验结果表明：在褐土地作业环境下，当作业速度为3km/h、润滑液流量为12L/min时，减阻率可达13.48%；在盐碱地作业环境下，当作业速度为1.87km/h、润滑液流量为12L/min时，减阻率可达19.87%；初步证明主动润滑减阻作业模式在低含水率、高紧实度土壤中具有较好减阻效果。 相似文献
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针对深松作业阻力大、牵引能耗高、作业效率低等问题,提出了一种针对低含水率、高紧实度耕作土壤的曲面深松铲主动润滑减阻和土壤改良复合作业方案。首先,在三维扫描获得曲面深松铲三维模型的基础上,通过离散元法分析了曲面深松铲作业过程中深松铲与土壤颗粒间的互作特性,确定了铲体最大摩擦接触面作为主动润滑减阻面;其次,提出了主动液体润滑减阻思路,并借鉴蚯蚓体液分布构形与体表织构,分别在铲面和铲尖的最大摩擦接触面上,设计了沟槽形式的表面构型与节流孔等润滑面结构以及润滑介质泵送系统,形成了主动润滑减阻曲面深松铲;最后,以作业速度、润滑液流量为试验因素,以水平方向作业阻力为主要指标,在两种土壤条件下进行了大田试验。试验结果表明：在褐土地作业环境下,当作业速度为3 km/h、润滑液流量为12 L/min时,减阻率可达13.48%;在盐碱地作业环境下,当作业速度为1.87 km/h、润滑液流量为12 L/min时,减阻率可达19.87%;初步证明主动润滑减阻作业模式在低含水率、高紧实度土壤中具有较好减阻效果。 相似文献
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针对卧式柴油机结构特点,设计了强制冷却闭式循环系统水套结构,在不同工况下对水套入口流量及关键点的温度和压力进行了测试与分析.利用计算流体动力学软件对冷却水套的流场、压力场和换热系数分布进行了分析,并对原水套结构进行了优化.结果表明:原水套平均流速为1.00 m/s,平均换热系数为7 767 W/( m2· K),压力损失为0.027 MPa,基本符合工程设计要求;但各缸冷却水流速和传热系数不均匀,在公共水腔中部、二缸缸体水套上部出现大的漩涡,二缸鼻梁区、两个排气道下方局部区域存在流动死区.结构优化后,水套平均流速达到1.35 m/s,平均换热系数达到9 826 W/(m2·K),较原方案分别提高了35％和26.5％.在热负荷最大的缸盖鼻梁区,冷却水平均流速达到1.33 m/s,提高了41.5％,换热系数都在5000 W/( m2· K)以上,没有出现原方案中的局部流动死区和大的漩涡. 相似文献
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厌氧发酵反应器是沼气发酵工程的重要装置,由于其内部反应十分复杂,因此发酵反应器内的局部流动和传热过程的研究一直是一个颇具研究价值的问题。掌握反应器内的温度分布是厌氧发酵过程控制工艺优化的基础,对反应器的温度控制起着至关重要的作用。为此,采用CFD(计算流体力学)的数值模拟方法对发酵料液内的温度场、速度场进行模拟,分析了反应器内料液的流动和换热情况。由于发酵料液的流动速度非常微小,基本可以忽略不计,因此反应器内部料液与反应器侧壁和地面之间热量传递方式以导热为主,可以忽略对流换热作用。由此为今后进一步研究提供理论依据。 相似文献
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以同轴圆筒环隙内流体为研究对象,通过多种湍流模型计算结果与PIV测试结果的对比分析,建立了基于局部时均化模型(PANS)的环隙内湍流流场的数值模拟方法,在此基础上重点研究了沟槽模型内湍流流场分布与换热特性,获得不同旋转雷诺数、内外壁面温度梯度对流场分布及其换热性能的影响规律,同时研究了沟槽内涡流的形成机理及沟槽区域流体速度、剪切力及热流密度分布.结果表明:当流场转捩为湍流Taylor-Couette流时,泰勒涡沿轴向呈现无规则波动运动,并且泰勒涡轴向尺寸随雷诺数及内外壁面温度梯度增加而增加,径向速度与内壁面热流密度沿轴向的变化趋势表明:径向速度引起的射流作用对内外壁面间热量交换有直接影响;环隙内流体经过沟槽区域时撞击沟槽壁面,在惯性力、黏性力及壁面剪切力相互影响下形成涡流;沟槽区域的速度与壁面剪切力的变化呈现一致性,热流密度的变化与之相反. 相似文献
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为研究NaCl环境中黄原胶的减阻特性及温度对其性能的影响,通过在光滑圆管内进行不同质量分数NaCl的黄原胶溶液减阻特性试验,得到不同质量分数XG/NaCl溶液的减阻率随流动雷诺数的变化关系,并与黄原胶水溶液的减阻特性进行了对比.结果表明:黄原胶稀溶液(0.01%~0.02%)内,NaCl质量分数对溶液减阻率随雷诺数变化的影响较大,对黄原胶浓溶液(0.05%~0.06%)影响较小;高质量分数NaCl条件下,黄原胶质量分数低于0.03%时大致遵循B型减阻类型;当黄原胶溶液质量分数大于或等于0.03%时,溶液具有从低雷诺数下A型减阻到高雷诺数下B型减阻的转换特征;黄原胶溶液的减阻率在低雷诺数时对温度的变化较为敏感,高雷诺数下的减阻效果受温度影响较小. 相似文献
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合理的机械化深松作业可有效改善苏打盐碱地各项理化指标,作业后,土壤p H值优化均值为0. 25个单位,电导率平均降幅为0. 41ms/cm,且其容重、入渗率等均有明显改善。根据前期的试验结论,用较室温低12℃的预混液喷施于深松铲铲尖背部后使铲尖整体降温,通过温差作用铲尖正面形成清晰、密集的液化液滴,作业时可通过该层液滴实现自润减阻,并在深松铲铲柄背部布置部分扇形喷头,实现深松作业与改良剂喷施一次性作业,提高了作业效率。当硫酸铝撒施量为土壤干重的6‰时,土壤p H值优化均值为1. 8个单位。为此,进行了适用于苏打盐碱地的改良剂喷施自润式减阻深松机的相关设计与试验。 相似文献
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针对螺旋弯管内的流动与传热特性,以螺旋弯管传热试验中试验件模型为研究对象,基于Realizable k-ε湍流模型、第一类热边界条件下的薄壁热阻模型,对不同进口来流条件下,采用Fluent对螺旋弯管内水的流动与换热进行数值模拟.计算得到了螺旋弯管内速度场与温度场的分布,通过数值模拟结果与试验结果的比较,验证了数值模拟方法的正确性.结果表明:随着进口来流雷诺数的增大,螺旋弯管内的二次流迪恩涡核心向弯管管壁扩张;在螺旋弯管小曲率比、来流雷诺数2 280~6 000内,螺旋弯管的强化换热综合性能最佳;对模拟结果数据利用多元线性回归法,推导出螺旋弯管内换热努赛尔数、进出口压力降的准则关系式.研究结果可为螺旋管式换热器设计与优化提供一定的参考依据. 相似文献