- 王云峰;王哲;徐双庆;郭晓璐;
针对高压Ⅳ型储氢瓶充氢过程出现的超温和流量过高的问题，研究了预冷温度、充氢时间、充氢方式和充氢余压等工艺条件对温度和流量的影响规律。结果表明：预冷温度从0 ℃降至-40 ℃时，瓶内最高温度值降低约20.8 ℃，而入口流量基本不受预冷温度的影响；适当增加充氢时间，可较好地控制瓶内温度和入口流量；充氢方式对温度和流量均有明显影响，快充过程适宜选用线性和先慢后快的充氢方式；充氢余压主要影响瓶内温度变化，余压从2 MPa提高至15 MPa时，瓶内最高温度降低17.61 ℃；通过改变工艺条件可以调控温度和流量，但不会改变瓶内高温区域分布；可通过针对性措施，优化充氢过程瓶内温度和流量。研究结果可为公路运输用高压储氢气瓶充氢工艺控制提供指导。
2024年10期 v.52;No.628 24-32+73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1674K] [下载次数：62 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 陈旭;曾亿山;王渭;陈凤官;耿圣陶;王飞;
为了研究锥形氢气减压阀内的能量损失，阐明减压阀几何结构与能耗之间的相互作用机理，以平均湍流耗散率为评价指标，基于田口算法设计了16种新型氢气减压阀结构。通过计算流体力学对不同的减压阀方案进行了数值计算，并分析了不同几何因素对响应的影响。结果表明，1级进口细管(D_1=2.5 mm)、1级出口细管(D_2=2.5 mm)和1级阀芯锥角(β=66°)是最优的几何参数组合；最优组合平均湍流耗散率比其他试验方案降低5%～27%，可以有效地降低氢气减压阀的能量损失；D_2对氢气减压阀内的平均湍流耗散率影响最大；随着D_1，D_2，β的增大，减压阀的平均湍流耗散率增大。研究结果可为氢气减压阀设计和改进提供参考。
2024年10期 v.52;No.628 33-40+55页 [查看摘要][在线阅读][下载 2577K] [下载次数：66 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 陈聚凯;吴肖文;周慧;张政;陈英华;李海生;
针对冷氢化工艺混合气体-硅颗粒分离问题，以旋风分离器为研究对象，采用CFD-DPM模拟的方法，对旋风分离器内气固两相流动及硅颗粒的冲蚀磨损特性开展研究。结果表明，旋风分离器内静压与速度的分布呈现出内、外旋涡明显的差异性，在分离段靠近壁面附近，流体受器壁约束，形成向下运动的外旋涡，静压值较大；在轴线附近，静压值降至最小，流速沿径向先增大后减小，呈双峰分布，且速度分量以切向分量占优。旋风分离器内颗粒运动受粒径影响显著，粒径为75 μm的较大硅颗粒在分离段沿壁面以螺旋带状运动为主，在入口环形孔间和灰斗顶部集中出现灰环，而粒径为20 μm的较小硅颗粒的运动则呈现较强的随机性；受颗粒运动特性的影响，冲蚀作用在入口环形孔间顶板、灰斗顶部以及灰斗收缩段入口处相对更加严重；在分离锥段沿收缩方向均逐渐增大，螺旋灰带的出现使较大颗粒的冲蚀率分布更加集中，在螺旋灰带出现部位，粒径为75 μm硅颗粒的冲蚀率约为20 μm硅颗粒冲蚀率的5～7倍；在入口环形空间及灰斗内部，随机运动的较小颗粒造成的冲蚀作用更严重。研究结果可为旋风分离器的减磨设计和结构优化提供一定的理论指导。
2024年10期 v.52;No.628 41-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 2374K] [下载次数：372 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：18 ] - 周安宇;苗雨露;孟德君;赵月振;
为了提升高压压气机设计点效率，通过多目标遗传算法开展高效率高压压气机的一维气动布局研究。确定了遗传算法种群的相关参数和高压压气机一维优化方案参数的限制条件与控制形式；分析了高压压气机的流路形式，切线速度、负荷系数、进口绝对气流角等参数的一维分布形式。结果表明，当高压压气机流路为近等中径形式，叶尖切线速度在294～352 m/s范围时效率较高。负荷系数轴向分布形式对压气机设计点效率无明显影响，但是一级转子负荷在0.275以上时，高效率的方案占比较高；在避免末级静子气流折转角过大的前提下，中间级转子进口绝对气流角降低亦可有效提高压气机的工作点效率；压气机最优方案的设计点效率达到88.46%，喘振裕度达到16.29%。研究结果可为高压压气机气动布局优化提供参考。
2024年10期 v.52;No.628 49-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1279K] [下载次数：100 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 熊航;郭春梅;白如雪;贺中禄;由玉文;
为了解决溶液除湿空调系统溶液再生过程能耗高的问题，提出了一种新型低碳太阳能溶液除湿空调新风系统，将PV/T太阳能光伏/光热与空气源热泵结合作为驱动能源，采用间接蒸发冷却内冷型溶液除湿器对空调新风冷却除湿，并给出了系统中主要设备的设计选型和计算方法，最后以寒冷地区的某一公共建筑为例，进行系统设计、设备选型和系统性能模拟计算分析。结果表明，在空调新风风量为150 m~3/h时，系统除湿量为0.360 g/s，除湿效率为44.70%，再生量为0.360 g/s，再生效率为35.00%。设计工况下，PV/T太阳能光伏/光热系统在运行一天共产生电量4.1 kW，产生热量21.8 kW，而系统所需电量为3.5 kW，所需热量为21.2 kW，系统产能量能够覆盖系统用能量，能够实现能源供应自给自足和零碳排放。研究结果可为太阳能PV/T溶液除湿空调的设计提供参考。
2024年10期 v.52;No.628 56-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1429K] [下载次数：73 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 张人会;杨鸿德;
为分析结构参数对高速液环泵内流场及水力性能的影响，采用数值模拟和试验相结合的方法，分析了某高速液环泵的排气口始端角、转速和偏心距等结构参数对泵内流场及外特性的影响。结果表明：随着排气口始端角的增大，进口真空度及效率均呈先增大后减小的趋势，排气口始端角为211°时性能达到最高；排气口始端角过小会导致排气口始端区域产生回流，排气口始端角过大会使泵排气不充分，传统设计方法得到的高速液环泵排气口始端角偏大，无法在进口形成真空度；随着转速的增大，液环内液体的做功能力增强，泵的进口真空度和吸气流量均逐渐增加，叶轮出口线速度低于15 m/s时泵进口无法形成真空度；随着偏心距的增大，进口真空度和最大吸气流量逐渐增大，但过大的偏心距会导致液环旋转不稳定，偏心距为3 mm时运行效果最佳。研究结果可为高速液环真空泵的设计提供参考。
2024年10期 v.52;No.628 66-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 2237K] [下载次数：58 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 刘忠伟;苗超;何萌;王振波;朱丽云;陈昇;
针对冲蚀经常导致催化裂化(FCC)提升管反应器T型出口穿孔造成介质泄漏，以及强约束出口气固两相流动紊乱导致冲蚀损伤预测难的问题，采用密集离散相模型(DDPM)，耦入能量最小化多尺度曳力模型(EMMS)结合Fluent Generic冲蚀模型，模拟提升管T型出口冲蚀规律。通过交互正交实验法考察入口速度、盲通长度、出口直径及其交互作用对冲蚀程度的影响。结果表明，最大冲蚀位置都出现在T型出口竖直管与水平管相贯处的水平位置，最大冲蚀速率都在5×10~(-4)～9×10~(-4) kg/(m~2·s)之间。冲蚀速率关键影响因素权重大小排序为：入口速度>出口直径>盲通长度>各因素间两两交互作用。最优组合的入口气速为8 m/s，盲通长度和出口管路直径与进口直径之比均为1，此时冲蚀速率最小，小于1×10~(-4) kg/(m~2·s)。研究结果对于提升管反应器的优化设计和实际应用具有一定的指导意义。
2024年10期 v.52;No.628 74-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1358K] [下载次数：81 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 张业强;陈玉昆;王淑琪;王涛;金听祥;何永宁;李帅博;
为了研究不同进、排气压力的变化对多级压缩机性能的影响，建立了多级压缩机各级排气压力的数值预测模型，并对模型进行了试验验证。该模型综合考虑了单级压缩机热力学模型和多级压缩机串联运行过程中各级气缸的质量守恒，利用该模型模拟了四级摆动斜盘式空气压缩机在不同吸气和排气压力下的各级排气压力分配，并对每个阶段气缸的热力学性能进行了分析。结果表明，多级压缩机进、排气压力的变化对各级排气压力有不同的影响，当进气压力从0.08 MPa增加到0.1 MPa时，质量流量增加了30%，各级排气压力分别增加了25%，25%，17%，0%，各级压缩机气缸的指示功分别增加了28%，29%，22%，13%；当排气压力从30 MPa增加到40 MPa时，质量流量减少30%，各级排气压力分别增加0.4%，1.5%，4.5%，33.3%。第三、四级气缸指示功分别增加了3%和25%。研究结果可为多级往复式压缩机的设计提供理论依据。
2024年10期 v.52;No.628 82-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 930K] [下载次数：44 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 唐川林;夏美丽;杨凤玲;胡东;程宏贵;唐志英;石密;
为了探究自激振荡空气射流发生机理以及最佳结构参数和运行参数，基于流体自激振荡原理，以Helmholtz共振腔作为物理模型，着重分析了自激振荡脉冲空气射流的关键影响因素；利用FLUENT软件对自激振荡脉冲空气射流内外瞬时流场进行数值模拟，获取其流动特性；通过试验得到了在不同长径比L/d_1和不同工作压力下，自激振荡空气射流的压力脉动特性。结果表明，试验结果与数值仿真结果吻合良好；长径比与工作压力共同影响射流脉冲效果，减小工作压力将导致能量交换能力变差，削弱射流振荡效果；当工作压力为0.4 MPa时，射流流速大，剪切层卷吸率高，脉冲效果最好；长径比存在一最佳值，使得射流振荡效果最好，当L/d_1=7.5左右时，射流的脉动效果最佳。研究结果可为自振空气射流应用于脉冲气举效率提升提供参考。
2024年10期 v.52;No.628 89-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1565K] [下载次数：29 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]