- 钟侯;张士豪;杨栋;陆华;陈宏;胡静茹;李敬彬;黄中伟;
为高效制备冰粒射流用特定粒径冰粒，采用直接接触低温沉降法制备冰粒，系统研究了供水流量（Q）与雾化喷嘴出口直径（D）对冰粒粒径分布的影响，并结合韦伯数（We）、斯蒂芬数（St）和毕渥数（Bi）分析了雾化特性与凝固传热规律。结果表明，雾化过程由D与Q共同调控，流量固定时，随喷嘴直径增大，流速降低、径比（d/D）减小，雾化机制由惯性破碎转向表面张力主导；喷嘴直径固定时，流量增大使雾化模式由过渡态转变为惯性破碎主导；凝固过程中显热传递占主导，内部导热热阻不可忽略，外部对流仍为重要限制因素之一；小粒径冰粒因比表面积大、温度梯度小，表现出快速凝固特性；大粒径冰粒则存在中心冷却滞后，显著延长相变时间；D=2.5～3.5 mm喷嘴制备的冰粒圆形度接近1，具备良好的磨耗性能；优选工艺参数为喷嘴直径D=3.0 mm、流量Q=0.02 L/s。该研究揭示了工艺参数对冰粒粒径与热传递特性的作用规律，可为冰粒射流技术的优化设计与工程应用提供理论支撑。
2025年12期 v.53;No.642 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 2766K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：13 ] - 曹砚锋;邱浩;文敏;马增华;欧阳铁兵;赵军伟;齐致远;
针对同井注采系统中井下空间狭小及油水混合液内小粒径油滴难以高效分离的问题，选用对小粒径油滴分离效果更佳的微型旋流器，结合计算流体力学（CFD）数值模拟与试验方法，分析采出液物性参数和微型旋流器的操作参数对井下油水分离性能的影响规律，并探讨其在不同条件下的适应性。结果表明，当采出液含油浓度分别设定为2%,5%,8%,10%,13%时，对应的最佳溢流分流比分别为20%,23%,26%,28%,31%；当油品密度为800 kg/m~3时，微型旋流器在含油浓度2%～13%范围内均具有较好的分离性能；当油品密度为850 kg/m~3和900 kg/m~3时，微型旋流器的最佳适应采出液含油浓度范围分别为低于8%和低于5%。研究可为微型旋流器在井下油水分离中的高效应用提供参考。
2025年12期 v.53;No.642 12-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 2364K] [下载次数：12 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 陈建红;陶乐仁;丁悦;王笑菲;李兴江;陈浩南;黄理浩;
为提高新能源汽车空调的能效，减少新能源汽车的制热能耗，以及降低空调制冷剂的全球变暖潜值（GWP）和臭氧消耗潜值（ODP），搭建了一套新能源汽车R290压缩机性能测试系统，试验研究充注量及系统参数对油循环率（OCR）及油循环率对R290压缩机性能的影响。结果表明，系统油的充注量对系统油循环率影响较大，呈指数上升，OCR的最佳运行范围为2%～10%；蒸发温度每下降10℃，OCR下降约3%，而冷凝温度每上升5℃，OCR下降约1.5%，冷凝温度对OCR的影响大于蒸发温度；制冷量随着油含量的增加而增加，名义制冷量大于真实制冷量，制冷量衰减率也增加。压缩机转速为3 600 r/min,OCR为5%左右时，制冷量衰减8.0%左右，而OCR为10%左右时，制冷量衰减13.5%左右，但真实制冷量约增加3.5%；压缩机转速增加，等熵效率增大而排气温度降低，当油循环率从5%增加到10%时，压缩机的排气温度降低5℃左右；适当提高压缩机转速、润滑油充注量、蒸发温度或降低冷凝温度，有利于提高压缩机的运行性能，确保压缩机的稳定运行。研究可为新能源汽车空调的优化设计提供参考。
2025年12期 v.53;No.642 22-28+37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1693K] [下载次数：17 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 吴比;石熠;陈家庆;沈帅帅;宋赛;王余豪;
针对矿山领域中传统尾矿浓缩设备存在占地面积大、浓缩效率低的问题，提出一种基于螺旋流道强化颗粒迁移沉降的尾矿浓缩用立式分离器，旨在提升尾矿浓缩效果。以底流浓度、溢流浓度为评价指标，试验研究了絮凝剂、流量及分流比对分离器浓缩效果的影响规律；借助响应曲面法试验对操作参数进行优化，并进一步探究了入口浓度、有无叶片对分离器性能的影响。结果表明，在尾矿中位粒径13.5μm、入口浓度20%的工况条件下，最优操作参数组合为入口流量3.509 L/min、分流比0.244、药剂用量29.9 g/t，此时底流浓度达65.46%，溢流浓度为282.9 mg/L，相较初选值底流浓度59.7%提升了5.76%；有叶片组相较于无叶片组底流浓度（45.54%）提升了19.92%。研究结果可为新型紧凑高效矿浆浓缩设备的研发及推广应用提供思路与参考。
2025年12期 v.53;No.642 29-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 2264K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]
- 叶一辰;何源;邵准远;王灿星;
针对轴流风机因叶尖泄漏流导致的气动噪声问题，设计“仿生锯齿-吸力面叶顶小翼改型-多方案开槽”降噪结构，采用应力混合涡模拟（SBES）湍流模型与FW-H声类比方法耦合，分析各结构的降噪机理。结果表明：仿生波浪前缘锯齿与吸力面小翼改型组合可使总声压级降低4.5dB；在此基础上，结合叶顶纵向翼型肋板槽结构后，总声压级降低了7.9dB；叶顶前缘仿生锯齿-吸力面小翼改型通过扰动泄漏涡的周期性脱落，降低了离散噪声峰值，优化了叶顶流动均匀性，抑制了局部压力脉动的突变；叶顶前缘仿生锯齿-叶顶纵向翼型槽肋板-吸力面叶顶小翼组合结构则通过动态分割泄漏流路径，加速了涡能量耗散。试验中样机降噪效果显著，观察到的“低频噪声能量向高频转移”现象与数值模拟结果一致，验证了文中方法的可靠性。研究可为低噪声轴流风机叶顶优化设计提供参考。
2025年12期 v.53;No.642 38-46+76页 [查看摘要][在线阅读][下载 3332K] [下载次数：20 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 刘铭盛;杨玲智;王海柱;王斌;于超;李冠华;孙廉贺;胡萧;
针对现有分层配注气嘴在“大通径+强节流”结构方面的研究不足，以及CO_2,N_2,CH_4多组分注入工况复杂、气嘴流动特征不明等问题，提出将亥姆赫兹（Helmholtz）气嘴应用于分层配注中，建立了考虑多组分流体物性随温度、压力变化的真实气体流动模型，研究了不同组分浓度、气嘴收缩段直径、围压条件下的气嘴流动特性及影响规律。结果表明，相同体积流量下，Helmholtz气嘴节流压差随CO_2质量含量降低而显著降低，同纯CO_2对照组相比，当CO_2,N_2,CH_4三者质量比为0.34∶0.42∶0.24时，节流压差降幅可达69.56%；射流温度受CO_2质量含量影响显著，同纯CO_2对照组相比，当CO_2,N_2,CH_4三者质量比为0.65∶0.25∶0.10时，温度降增幅可达40.56%；高围压条件下，可形成高节流压差及更小的温度降；节流压差与气嘴收缩段直径的关系存在拐点，在特定气嘴直径组合条件下存在多级节流效应，能够实现节流效果自适应转移与调节，并具备高通过特性，因此，将Helmholtz气嘴作为分层配注气嘴的可行性较高。研究成果可为井下分层配注器结构设计和注气工艺参数优化提供理论基础。
2025年12期 v.53;No.642 47-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 3095K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 耿圣陶;王渭;明友;陈凤官;余宏兵;高红彪;李忠;倪禹隆;徐亭亭;
针对传统的柱塞型熔体三通换向阀，不能满足尼龙66连续聚合装置终聚釜出口排料切换工艺要求的问题，研制了一种新型的自提旋塞式熔体三通换向阀，分析了该型终聚釜出口三通阀的结构原理，并针对阀体壁厚、旋塞与阀座密封所需执行机构推力、阀座与阀体密封所需装配过盈量进行计算校核。该阀具有结构紧凑、外形尺寸小、熔体流动适应性优、密封可靠性好、换向操作快速灵活等突出性能特点。结果表明，阀座装配单边过盈量为0.175 mm时，设计温度下单边过盈量可达0.270 mm，界面压力达75.70 MPa，高黏熔体密封安全系数达2.44；工业应用表明，终聚釜出口三通换向阀结构设计合理、高温密封性能满足GB/T 13927—2022 A级密封要求（无可见泄漏）、在线切换快速顺畅，平均无故障运行时间MTBF≥12个月。研究可为三通换向阀的改进设计提供参考。
2025年12期 v.53;No.642 58-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1841K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 杨卫波;赵佳燕;朱家恒;谯田正;汪峰;
为探究桩土参数对相变能源管桩热-力耦合特性的影响，采用三维数值模拟与试验验证相结合的方法，分析了换热管形式、桩体材料、土体类型及分层条件的影响。结果表明，套管、双U型与单U型换热管的单位桩深换热量依次递减，运行结束时分别为81,71.44,54.51 W/m；套管形式在长期运行下会延缓夏季相变材料（PCM-S）的恢复，并扩大桩周土体热影响范围，加剧桩身力学性能变化。不同管桩材料因导热系数差异，导致换热量与PCM-S液化率不同：PCM-S相变期间，C80换热量最大，C100最小；相变完成后，C100换热量最高（55.77 W/m）,C80最低（54.5 W/m）。桩身轴力与侧摩阻力以C80最大，C90次之，C100最小。土体导热系数增大可提升换热性能并减小桩身热-力学响应；在分层土中，导热系数自上而下递增的布置最有利于换热，且高导热土层能加速热扩散，降低桩身热-力学变化。研究可为相变能源管桩的桩土参数优化设计提供理论依据。
2025年12期 v.53;No.642 64-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 2700K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 蒋程宇;王飞;曾亿山;王渭;陈凤官;
针对氢气减压阀（HPRV）内因焦耳-汤姆逊效应引发的温度升高及分布不均等问题，研究了HPRV关键几何结构与阀内流动特性及温度分布的作用关系。基于田口法设计了16种减压阀结构，采用计算流体力学（CFD）对阀内流动特性进行数值计算，并搭建阀门试验台对数值计算结果进行验证。以流量系数及控制腔温度分布均匀性为响应指标，分析了各几何参数对响应的贡献率。结果表明：阀芯角度θ对减压阀流量系数的影响最大，而控制腔面积A_r及细管直径D对控制腔温度分布均匀性的影响最为显著；最佳几何参数组合为：A_r=1 800 mm~2,D=2.5 mm和θ=55°，与其他方案相比，最佳参数组合的流量系数最大提高88.2%，温度分布均匀性最大降低93.2%;θ及D的增大导致主阀芯压力梯度升高，加剧了焦耳-汤姆逊温升效应；细管道结构延缓了控制腔低压氢气流向出口的扩散，促进控制腔内氢气温度的均匀分布，但其直径变化不影响控制腔的稳压特性。研究可为氢气减压阀的设计提供参考。
2025年12期 v.53;No.642 77-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 2501K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 朱雅雯;张艳伟;蔡晓锋;孙云;赵欢欢;尤建钢;王钰钰;高晨晨;
为研究燃气锅炉与高温热泵耦合系统性能的关键影响参数，通过改造既有燃气锅炉，搭建锅炉耦合高温热泵试验台，探究了锅炉负荷、循环水流量及冷凝器给水流量对系统性能的影响规律。研究表明，在锅炉负荷35%～95%范围内，负荷每增加10%，烟气余热回收量、高温热泵出水温度和制热性能系数（COP）分别平均提升8.08%,4.72%和3%；锅炉负荷90%工况下，在3～11 m~3/h循环水流量范围内，流量每增加2 m~3/h，烟气余热回收量和烟气余热回收率分别平均提升4.86%和2.06%，高温热泵出水温度和COP分别平均提升3.46%和3.4%；在0.5～0.7 m~3/h冷凝器给水流量范围内，流量每增加0.05 m~3/h，高温热泵出水温度平均降低7.1℃。采用高温热泵将冷凝器给水温度从29.3℃提升至123.7℃，高温热泵COP达3.13，锅炉排烟温度降至43.5℃，实现烟气余热回收率5.02%。研究为燃气锅炉耦合高温热泵系统运行参数优化提供理论依据，有利于高温热泵产品在锅炉烟气余热回收方面的推广应用。
2025年12期 v.53;No.642 87-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1648K] [下载次数：25 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]