螺纹管冷却壁传热分析及结构优化研究

来源 :热能动力工程 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhenlic0300
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将螺纹管应用于高炉冷却壁,利用Fluent软件建立螺纹管冷却壁数学模型,通过数值模拟对螺纹结构进行了优化.建议螺纹管结构参数:肋条数4,肋高1 mm,肋宽5~7 mm,导程20 ~ 30 mm.与普通圆管冷却壁的对比研究表明:在冷却水流速为2 m/s工况下,螺纹管冷却壁热面最高温度下降5.6%,但水管进出口压差增长1.69倍;同等冷却效果下,螺纹管冷却壁可节省冷却水量55%;发生缺水事故时,螺纹管冷却壁热面最高温度下降22.4%,能有效降低缺水危害,保护冷却壁.
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为了探究吹风比、唇板厚度对叶片尾缘半劈缝冷却结构气膜冷却特性的影响,采用数值模拟方法对比唇板厚度为4,5和3 mm,吹风比Br为0.5,0.8,1.0和1.5条件下叶片尾缘后台阶上的气膜冷却效率.结果 表明:在吹风比Br为0.5时,叶片尾缘后台阶上产生的回流区大,冷气向展向扩散范围广,冷气在近劈缝一端向展向覆盖的较好,由于吹风比小,冷气流速慢,动量小,在后台阶远端燃气与冷气掺混量大,导致冷气冷却能力降低;在大吹风比下(Br=1.5),冷气流速快,冷气从劈缝射出集中覆盖在劈缝下游处,而肋下游冷气覆盖效果差.
为调控平面扩压叶栅流场品质、使测量结果满足二维性,在叶栅端壁增加附面层抽吸装置.采用试验校核的数值方法,分析了不同抽吸位置、不同抽吸流量、不同冲角时端壁附面层抽吸对平面扩压叶栅出口气流角、轴向密流比和总压损失系数等参数的影响.结果 表明:在抽吸位置上,位于叶片中前部的抽吸方案对扩压叶栅流场品质的改善效果相对最好.随抽吸流量增加,流场品质进一步改善,抽吸流量为原型进口流量的3%可使冲角为0°时的轴向密流比降低至0.995,主流区出口气流角偏差小于0.1°;抽吸流量为原型进口流量的2.25%可使计算冲角范围内
为了研究环境温度对微型燃气轮机关键部件与系统全工况运行特性的影响规律,针对100 kW级微型燃气轮机,通过模块化的建模方法建立了全工况计算模型,在环境温度-30 ~40℃、转速在75% ~ 100%工况下,对机组与关键部件的运行特性进行了计算和分析.结果 表明:随环境温度下降压气机压比与流量显著升高;燃气初温降低,回热器换热性能与压损均降低,机组功率、回热度与发电效率得到提升;当环境温度降低使机组功率高于设计功率时,随功率增加发电效率下降.
在用强制进化随机游走算法优化换热网络时,优化后期由于换热单元之间存在耦合关系,换热网络结构已基本稳定,难以新增加或者消去换热单元,因此结构变异较为缓慢.为了促进结构变异,提出了一种割裂结构耦合关系的高效优化方法.该方法基于耦合关系随机消去换热单元,使得匹配已稳定的冷热流股重新获得一定的换热潜能,从而具有匹配新换热单元的潜力,快速寻找到更多匹配方式.通过20SP和15SP算例进行有效性验证,分别取得1395461$和5115557$的年综合费用,表明割裂结构耦合关系的方法能进一步促进结构进化,增强算法的全局
汽轮发电机滑环与碳刷之间的摩擦造成滑环表面温度升高.采用流热耦合模型计算滑环表面的温度分布,通过分析滑环外侧气流分布与滑环温度分布的对应关系,提出在无碳刷区域滑环上方布置多排孔笛型管,强化滑环表面对流换热.计算结果表明:笛型通道沿滑环重新分配风机流量,并在笛型管孔口下方形成射流,直接冲击滑环表面,发挥强化换热作用;通风结构优化后,滑环碳刷的接触点最高温度降低了28.3%,平均温度降低了29%.
利用Fluent软件对水平圆管外石蜡受热融化的相变蓄热过程进行数值模拟,采用基于焓法的凝固/融化模型,考虑自然对流,建立圆管外石蜡融化模型,其左右壁面冷却温度为293 K,上、下壁面为绝热边界条件,中间加热管壁温度为363 K,矩形腔宽为60 mm,分别取30,60和120 mm底边长作为特征尺寸,中间圆管直径为20 mm,分析圆管外石蜡受热融化后液相区石蜡的非对称流动特性.结果 表明:当瑞利数Ra =5.27×106时数值解的轨迹在相空间中呈现一个不动点,表明是一个稳定定态解;当Ra =4.22×107
针对某型6 MW燃气轮机进口可转导叶(IGV)驱动机构经常卡涩且动作精度低的问题,分析了IGV驱动机构中气动、液压驱动和电缸驱动三种方法的优劣.根据实际情况选用最合适的电动驱动机构实施改造,采用电缸及相关控制系统,将燃气轮机实际运行数据及出厂数据作为IGV动作的基本依据.对比改造前后IGV动作情况和燃气轮机实际运行数据,电缸驱动IGV动作误差小于0.5°,改造后实际稳定运行超过2100 h.
设计搭建了喷雾冷却实验台,以去离子水为冷却工质,研究了喷雾高度和流量对光滑表面和方肋表面传热系数的影响.喷雾高度从29 mm降低到10 mm,喷雾流量的变化范围为20 ~ 32 L/h.实验结果表明:喷雾高度从29 mm降低到14 mm,表面传热系数增加72%,而从14 mm降低到10 mm,表面传热系数仅增加2.7%;喷雾流量从20 L/h增加到32 L/h,表面温度降低2.4℃,表面传热系数增加10.6%;在相同的实验工况下,方肋表面的传热系数始终大于光滑表面.
走进永善县细沙乡的云南菜人家食品有限公司,到处呈现出一派繁忙的景象,百余名工人正有条不紊地进行漂洗、修整、分级、装袋、抽空、封口等流水线作业,一袋袋美味可口的绿色生态食品陆续出厂,销往全国各地。在脱贫攻坚工作中,永善县抓住扶贫开发和东西部扶贫协作机遇,积极探索"党支部+龙头企业+专业合作社+贫困户"等发展模式。该
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