试验研究

  • 空气循环蒸发分离电镀废水处理系统喷雾分离塔试验研究

    陈聪;金苏敏;陈亮;

    喷雾分离塔作为空气循环蒸发分离电镀废水处理系统中最重要的热质传递部件,决定了整个系统的性能。搭建了喷雾分离塔性能测试试验台,研究了不同入口空气温度、空气流量、喷雾流量以及入口溶液浓度对喷雾分离塔传热传质性能的影响。研究表明:通过降低入口空气温度、空气流量和入口溶液浓度,提高喷雾流量,可以提高喷雾分离塔热效率;提高入口空气温度和喷雾流量、降低入口溶液浓度可以提高喷雾分离塔干燥强度,且存在最佳空气流量使得喷雾分离塔干燥强度最大。此外,入口溶液浓度对喷雾分离塔性能影响最大,热效率和干燥强度分别降低了0.22和2.01 kg/(m~3·h)。

    2021年08期 v.49;No.590 1-6+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1058K]
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  • 采用压缩式制冷循环的R134a水合物蓄冷释冷特性试验研究

    吴乾坤;谢应明;陈嘉雯;周琦;吴康龙;

    采用一种基于压缩式制冷循环的R134a水合物蓄冷装置和释冷装置,试验研究了反应釜内初始压力为150~250 kPa时R134a水合物蓄冷和释冷特性,并通过试验数据计算水合物生成量、蓄冷量、平均蓄冷速率、释冷量、释冷速率、有效释冷率等。结果表明:初始充注压力越高,系统的蓄冷和释冷特性越好;蓄冷部分,初始压力为250 kPa时,总蓄冷量最大(753.59 kJ),与150 kPa初始压力相比增长了26.8%,水合物蓄冷量占比最大(38%),水合物生成质量最高(888.27 g);释冷部分,初始压力为250 kPa时,平均释冷速率最小(306.5 W),总释冷量最大(436.73 kJ),有效释冷量最大(81.01 kJ),水合物释冷率和总释冷率最小(63.48%,58.25%),有效释冷率最大(48.97%)。

    2021年08期 v.49;No.590 7-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1076K]
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  • R32热泵型变频空调性能与能效的试验研究

    张云;谢培钦;陈孚江;陈海飞;

    基于GB/T 21455—2019《房间空气调节器能效限定值及能效等级》试验分析了电子膨胀阀的开度对R32热泵型变频空调系统性能的影响规律,以及相应试验工况下系统的性能参数对全年能源消耗效率APF的计算最优值的探讨。结果表明:电子膨胀阀的开度在一定范围内增加时,系统的额定制冷量提高,额定制热量、额定中间制冷量、额定中间制热量都会下降,对系统的能效比EER和额定中间制冷系数EER_(haf)的影响较小,但对性能系数COP和额定中间制热系数COP_(haf)影响较大。计算APF值时额定制冷消耗功率占比大于额定制冷量;在相同的EER时,额定消耗功率越小,其APF值越高;系统中COP越高,对应的APF值并非越大,应尽量提高系统的额定制热量,才能得到最优的APF值;通过实测低温制冷试验计算得到的APF值相较于默认计算公式的值要高。

    2021年08期 v.49;No.590 15-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 923K]
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  • 不同运行工况下间接蒸发冷却器换热性能试验研究

    胡凯;郭春梅;李勇刚;由玉文;李美萱;

    为了研究间接蒸发冷却器作为组合式空调机组新风预冷装置在不同温湿度状况的换热效果,利用自主搭建的试验系统对8种不同运行模式下间接蒸发冷却器的换热过程进行了试验测试。结果显示:该装置较普通显热换热器换热效果更突出,干球效率能达到100%以上,湿球效率在60%~70%;通过将板式换热器从干工况运行模式切换到湿工况运行模式,可以显著降低一次空气出口温度;在干燥环境下,间接蒸发冷却技术具有良好的适用性,经过处理的室外新风能直接送入空调房间并能承担部分室内显热负荷;而在高温潮湿环境下,室外新风在换热过程中出现大量凝结,不仅减少了空调的显热负荷,而且减少了潜热负荷,且系统COP能够高达37.52。

    2021年08期 v.49;No.590 21-27+70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1093K]
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  • 余热锅炉型喷射式制冷系统的工作特性试验研究

    李垒;李庆普;

    为了提高能源利用率,以喷射式制冷系统为载体对锅炉余热加以利用,并用试验方法对系统性能受运行变量的影响进行研究,从喷射器内流体流动机制上对试验结果进行分析,旨在为实现系统最佳运行环境确定、喷射器结构的最优化设计提供试验依据。试验结果显示:喷射系数和机械COP随发生温度的升高呈现先增加后减小的变化趋势,并与喷嘴喉部内径呈负相关,与蒸发温度、喷射器喉部直径呈正相关;此外,当冷凝温度小于某一值时,喷射系数受冷凝温度的影响很小,而当冷凝温度超过某一值时,喷射系数急剧降低;喷射系数随混合段喉部与喷嘴喉部面积比AR的增加而增大,可从喷射器结构参数对流体流动机制的影响进行解释。

    2021年08期 v.49;No.590 28-33+39页 [查看摘要][在线阅读][下载 897K]
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设计计算

  • 不同进口角度面板对贯流风幕机内流与噪声特性的影响

    余星;王军;诸永定;丁炎炎;尹国庆;杨筱沛;

    针对风幕机用贯流风机的降噪问题,采用了数值模拟与噪声试验结合的方法对其进行研究。将风机气动噪声作为优化目标,通过调整贯流风机进口面板的结构参数,改善贯流风机内部流动特性,达到降低气动噪声的目的。对4种不同进口面板结构的贯流风机,建立了三维CFD模型,模拟内部流动,分析其内流特性变化。在消声室进行噪声试验、在设计工况下,测试不同进口面板风机噪声,分析噪声频谱特性,探究进口面板改变所导致的内流与噪声频谱特性之间的关系。研究结果表明,在特定转速下,进口结构参数的改变会影响贯流风机进口回流涡的强度和范围,从而影响气动性能与噪声。模型B气动性能提升,流量提升1.5%,全压提升3%。模型C降噪效果明显,噪声降低3.3 dB(A)。

    2021年08期 v.49;No.590 34-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1613K]
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  • 包角对高比转速双叶片自吸离心泵外特性及振动特性的影响

    裘孙洋;潘金豪;

    为研究包角角度对高比转速离心泵的外特性和压力脉动的影响情况,基于SST k-ω湍流模型,对比转速n_q=327的双叶片自吸泵进行了三维非定常数值模拟,采用计算标准差法,对各个监测点的压力脉动进行分析,主要研究了230°~300°包角情况下的外特性变化情况及内流场时空演变特征。结果表明:随着包角角度的增大,扬程呈现先上升后下降的情况,且流量越大,扬程下降越快;随着包角角度的增大,叶轮所受扭矩逐渐降低,存在一个最佳的包角使得效率值最高;双叶片离心泵在运转的过程中隔舌沿叶轮旋转方向20°位置压力脉动最为严重,同时由于双叶片叶轮呈180°中心对称,压力波动最大处的正对面位置压力脉动同样较大;包角角度增大,叶轮中的涡黏度会随之下降。该研究可为高比转速双叶片自吸离心泵设计中包角的选择提供了参考。

    2021年08期 v.49;No.590 40-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 2853K]
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  • 风力驱动管式致热器流体循环制热性能研究

    丁兴江;章学来;陆定宇;徐笑锋;刘伟;王绪哲;

    为了将风能高效转换为热能,提出了一种新型风力驱动管式致热器,流体在管式致热器中循环流动,利用风能直接制热,致热器可兼有储能功能。通过理论分析推导出管式致热器的制热功率计算公式,利用实验关联式对工质进行不同工况分析,得到致热器在工质流经壳程外掠横管工况时热流密度及制热功率最大,每单位工质质量流量所对应的热流密度约为8.56 W/m~2,制热功率约为420.14 W/m~3,大约是工质流经管程准稳态湍流工况时的4倍。为提高系统热效率,在制热与传热两个环节,重点应提升其单位体积制热量或制热的单位面积热流密度值,工质之间传热所需表面积远低于制热所需值。

    2021年08期 v.49;No.590 48-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 887K]
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  • 轴流风扇叶顶沟槽对间隙流动控制机理研究

    胡小文;李景银;闻苏平;胡斯特;

    采用数值和试验方法研究了轴流风扇叶顶沟槽对叶顶间隙泄漏流的控制机理。对比分析4种不同槽宽比(3:1,6:1,8:1,10:1)的叶顶贯穿式沟槽结构对叶顶泄漏涡的发展的影响。结果表明,不同槽宽比的沟槽都能削弱叶顶泄漏流强度,获得比原型更好的风扇效率,槽宽比越大对风扇效率的提升效果越明显。其主要作用机理是通过沟槽将压力面部分流体引射到吸力面形成射流作用,将原叶顶泄漏涡吹离叶片吸力面,并在沟槽下游顶部产生一个同向的新叶顶泄漏涡,新叶顶泄漏涡与原叶顶泄漏涡相互作用,降低了原叶顶泄漏涡的强度。

    2021年08期 v.49;No.590 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 4003K]
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  • 微型球形压缩机的几何模型与运动学分析

    董耀辉;王陆一;赵远扬;李连生;

    球形压缩机是一种新的微小型结构容积式压缩机,对其进行运动学分析,建立完善的几何模型具有重要意义。基于微型球形压缩机的结构特点,以空间向量的方式表示活塞、转盘、销轴等部件的运动并进行运动学分析,通过不同坐标系下的空间坐标变换,得到不同时刻压缩机各部件的相对位置,进而建立几何学模型,在此基础上,讨论了活塞偏置角对行程容积的影响以及泄漏线长度计算等。以冰箱用微型球形压缩机为例,讨论了结构参数的选择和计算。

    2021年08期 v.49;No.590 64-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1674K]
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  • 水轮机模式多级水力透平流道结构型式研究

    李延频;张利红;张自超;陈德新;

    针对传统反转泵式水力透平效率低、运行范围窄的缺点,提出一种水轮机模式水力透平设计理念,并基于水力原动机理论,设计出水轮机模式水力透平转轮。同时,为研究开发合适于该模式水力透平的流道,借鉴常规水轮机流道、阶段式多级泵流道以及深井泵式S型流道,设计出适合水轮机模式多级水力透平的18种流道型式。通过CFD数值计算,分析了各方案中过流部件内部流动状态,通过对进水室分析发现:蜗壳式进水室水头损失最小,环形进水室由于其内部流动紊乱,存在脱流和旋涡,水头损失最大,比蜗壳式进水室水头损失高28 m;通过对级间导叶分析发现:新型空间导叶内部流动平稳,水头损失最小,但其轴向尺寸大,不适用于多级水力透平。为优选出一种结构紧凑,水力性能好的水轮机模式水力透平流道,基于模糊数学评判方法,以效率为主要目标,综合考虑流道的结构、尺寸和加工制造因素,全面评价18种流道方案。评价结果表明:采用蜗壳式进水室和同径级间导叶的方案1,其空间尺寸适中,加工制造简单,通过对其性能曲线的分析发现:该方案效率达到80.24%,高效区宽,水头回收性能达到设计要求。

    2021年08期 v.49;No.590 71-78+86页 [查看摘要][在线阅读][下载 3205K]
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  • 生产参数对水力旋流器分离效果的影响

    余炯;马粤;

    针对现场生产参数直接影响到水力旋流器油水分离效果的问题,建立其关键部件S31803型旋流管的数值模型,利用Fluent对旋流管流场进行数值模拟,通过UDF定义油滴在连续湍流场中的最大稳定直径,分析压差比、含气率、处理量对水力旋流器分离效果的影响,并由现场试验进行验证。研究结果表明:当压差比的增加时,水相出口含油率降低,出口流量下降,溢流比上升;入口含气率在2%以下时,对水相出口含油率无明显影响,含气率大于2%时,低密度的气体挤占了溢流通道使水相出口含油率明显升高,含气率越高水相出口含油率越高;处理量增大时会增加向心加速度,但同时加强了流场中的湍流强度,油滴破碎机率上升,分离效果受到影响。该研究对水力旋流器的生产参数采用数值模拟配合试验验证的方法进行优化,提高设备调试效率,为水力旋流器现场应用及研究提供技术参考。

    2021年08期 v.49;No.590 79-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1203K]
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应用技术

  • 固定球阀主密封副结构尺寸对密封性能的影响

    姜峰;杨鼎瑞;张延斌;

    选择NPS10 Class600硬密封固定球阀为研究对象,分析球体尺寸、阀座尺寸、摩擦系数等因素对密封性能的影响。将阀座密封结构尺寸分为四纵四横及角度共9个结构参量,建立有限元模型,分析工作条件下球阀密封副的变形及密封,并对阀座结构进行优化。结果表明:球体与阀座密封面的摩擦系数对最大密封间隙和变形量影响大;阀座高度方向的尺寸可显著提高阀座刚度以及密封副密封性。尺寸优化后密封效果提升显著。

    2021年08期 v.49;No.590 87-93+99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1342K]
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  • 过流部件粗糙度对船用离心泵振动特性的影响

    邱勇;郭超;潘琦;董亮;刘厚林;

    针对立式船用离心泵内部流道粗糙度不同的情况,对其进行数值模拟,选取0,1.6,3.2,6.3,12.5,25.0,50.0 μm为叶轮壁面粗糙度变量参数,采用CFD方法计算泵内流场并通过提取蜗壳及叶轮表面的压力脉动作为振动激励,通过LMS Virtual lab进行泵体振动响应计算,探寻不同过流壁面粗糙度对船用泵外特性以及振动的影响规律。研究结果表明:随着粗糙度的增加,船用泵外特性呈现线性下降的趋势;泵体内表面流体诱发振动特征频率完全一致,主频为叶频,谐频为轴频以及倍叶频;粗糙度的变化对低频带振动影响较大,且粗糙度对叶频及其倍频幅值变化影响较大。

    2021年08期 v.49;No.590 94-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1343K]
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  • 往复压缩机流量调控工况下排气阀泄漏仿真研究

    孙旭;刘晓明;李磊;王瑶;张春;

    气阀作为往复压缩机重要的部件,影响压缩机工作效率及运行状态。流量调控工况下,气阀的运动状态及受力更为复杂。针对排气阀泄漏故障,通过建立包含进排气阀、气缸的CFD(Computational Fluid Dynamics)模型,开展往复压缩机流量调控工况耦合气阀故障的压缩机热力学性能研究,为往复压缩机可靠、安全运行提供了判断依据。

    2021年08期 v.49;No.590 100-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 957K]
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