国家自然科学基金(51376163)
- 作品数：13 被引量：60H指数：5
- 相关作者：刘敏珊王永庆王珂刘遵超靳遵龙更多>>
- 相关机构：郑州大学中原工学院中国科学院大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金河南省科技攻关计划更多>>
- 相关领域：化学工程动力工程及工程热物理一般工业技术机械工程更多>>
- 基于复杂绕流管束的换热器开发及传热强化机制研究
- 随着我国经济发展进入新阶段，以能源为中心的环境问题日益突出。在石化能源领域应用最广泛的管壳式换热器，其高效节能的设计开发一直是研究热点。笔者在复杂绕流管束换热器的研究基础上，提出一种复杂流态的异形片式倾斜折流栅换热器。采...
- 赵书培
- 关键词：管壳式换热器强化传热
- 超临界碳氢燃料对流换热特性解析
- 2018年
- 选用10组分模型替代碳氢燃料,对其在临界点附近的物理特性进行详细分析描述。根据超临界碳氢燃料热物性变化及其在管道内的对流换热特征,基于边界层理论,建立其在换热管中对流换热边界层分析模型和微分方程式,采用理论分析方法给出多项式和正弦速度分布式下常物性和变物性时的温度分布函数表达式。给出的计算公式为超燃冲压发动机的冷却计算提供指导。
- 张丽娜马宁刘敏珊刘彤
- 关键词：超临界碳氢燃料对流换热边界层
- 管壳式换热器壳体的高温蠕变有限元分析被引量：6
- 2014年
- 建立了简化的管壳式换热器三维模型,利用ANSYS软件对模型的温度场和应力场进行了有限元分析,对比分析了1h和105 h后的应力场,分析了高温蠕变模拟结果。结果表明:由于蠕变变形引起的应力松弛使得105 h后的应力最大值较1h后的出现了明显的下降,最大值出现的位置也发生了变化;经过105 h后换热器的最大蠕变应变达到了0.337,严重蠕变发生的位置主要在封头顶端和筒体中部,与文献报道的失效部位一致,证明了模拟结果的准确性。
- 王珂刘遵超刘彤曹侃刘敏珊
- 关键词：压力容器蠕变有限元模拟
- 正弦波纹流道中流体流动和传热特性研究被引量：2
- 2014年
- 采用计算流体力学(CFD)方法,研究了一定雷诺数范围内(50≤Re≤200),正弦波纹流道内的流体充分发展的层流流动和传热性能。比较了不同结构的正弦波纹流道的阻力因子ef、传热因子eNu和能效因子e的值,研究结果表明,正弦波纹流道的波纹波幅对于流体流动和传热性能的影响较大。分析了波纹流道中垂直于主流方向特殊横截面上的流体速度矢量图和温度等值线图,研究结果表明,波纹流道的弯曲壁面使得流体在流道中垂直于主流方向的截面上产生二次流,二次流的出现增强了流道中心流体和近壁处流体的混合和传热,传热性能提高的同时阻力增加。
- 王丹宫本希王永庆刘敏珊
- 关键词：二次流
- 不同流道形式的固体氧化物燃料电池性能分析被引量：5
- 2020年
- 在固体氧化物燃料电池(SOFC)中,流道结构对反应物在三相反应界面的分布具有重要的影响。为研究流道结构对其电化学性能的影响,建立了一个SOFC三维数值模型,对其进行电化学反应,气体的扩散和流动,多组分传递和电池温度场的多物理场耦合,所得结果与实验数据吻合良好。研究发现,将燃料电池通道的几何形状由矩形改为圆形和弓形时,在一定条件下弓形流道和圆形流道的电池输出功率均有所提升,其中弓形流道在0.6 V电压下输出功率密度达到最大,为3 873W/m^2。研究模型及结论对SOFC的结构改进与性能分析具有参考意义。
- 王珂褚展鹏王永庆李星辰陈伟
- 关键词：固体氧化物燃料电池
- 新型变角度百叶窗翅片换热器的性能研究被引量：11
- 2015年
- 为了研究变角度百叶窗翅片式平行流气冷器的换热性能,对文中新提出的两种变角度百叶窗结构和现研究较多的两种变角度百叶窗结构与一种均匀角度百叶窗结构,建立三维模型;对五种模型的速度场、温度场和压力场进行分析;并对五种结构在不同Re数时进行综合性能评价。结果表明,四种变角度百叶窗翅片的综合性能均优于均匀角度的百叶窗翅片综合性能,且文中提出的一种变角度百叶窗翅片结构目前综合性能最好。
- 杨凤叶赵鹏飞周光辉
- 关键词：百叶窗翅片数值模拟
- 超临界CO_2在内螺纹管内换热特性研究被引量：4
- 2015年
- 建立了外径为3 mm的内螺纹管三维实体模型,使用Fluent软件研究了在不同的进口雷诺数和操作压力下超临界二氧化碳在水平内螺纹管内的流动与传热特性。研究表明:不同截面局部换热系数和相同流体局部平均温度下的局部换热系数均随着冷却压力的增大而增大;相同流体局部平均温度下的局部换热系数随着进口雷诺数的增加而增大;不同冷却压力和进口雷诺数下,流体局部平均温度越接近超临界二氧化碳的临界点温度,局部换热系数也就越大。
- 刘遵超王珂刘彤杨凤叶曹侃刘敏珊
- 关键词：超临界二氧化碳内螺纹管数值模拟换热
- 双波纹流道中的流体流动特性及LDV实验被引量：3
- 2014年
- 开发了一种双波纹流道结构,基于正交实验方法设计了9组不同结构参数的双波纹流道,采用计算流体力学(CFD)方法,研究了一定Reynolds数范围内(25≤Re≤200),9组双波纹流道内的流体充分发展层流流动和传热性能。研究结果表明,流道的波纹波幅对于流体流动和传热性能的影响较大。设计制作了流体在双波纹流道中流动的冷模实验装置,采用激光多普勒测速仪(LDV)对于流道内特殊位置点的速度进行测量,将实验测量结果与数值模拟计算结果进行对比。结果表明,实验测量结果与数值模拟计算结果变化趋势一致且吻合较好,主流速度的最大相对误差为28.7%,由此验证了数值模拟计算的可靠性和准确度。
- 王丹王珂王永庆刘敏珊
- 关键词：计算流体力学层流传热正交实验激光多普勒测速仪
- 含裂纹核级管道三维有限元分析与LBB评定被引量：4
- 2014年
- 三维裂纹仿真分析和防断裂设计问题一直是断裂理论和工程应用研究的主要课题。管道系统是核动力工程中的关键部件。运用三维有限元分析软件ANSYS和裂纹分析专用程序Franc3D,针对中国实验快堆(CEFR)一段余热排放系统中的含裂纹管道进行了三维裂纹仿真模拟分析和LBB(Leak-Before-Break)评定。快堆管道工作时处于高温状态,因此,采用适用于高温环境下的材料和法国结构安全设计规范RCC-MR.A16标准文件。研究的管道材料为9Cr1Mo钢的改良型——T91/P91管材,分析模型为含裂纹的三维结构,且包括管道高温工况和蠕变效应。仿真计算结果表明,针对所研究的工况,蠕变较疲劳对三维裂纹扩展的影响更大。采用T91钢的管路系统能够满足相关规范中的LBB设计准则。该研究为快堆管道选材、含缺陷管道安全评估和高温完整性评定提供设计参考。
- 梁文甫刘彤刘敏珊
- 关键词：蠕变疲劳T91
- T型正弦微通道内气液两相流动的数值研究被引量：5
- 2016年
- 在T型微通道的基础上,对其结构进行改造,提出了一种T型正弦波节微通道,并构建了微型气液反应装置。运用CFD方法,数值研究了微通道内的气泡形成过程及气液分布情况,拟合出了计算T型微通道内气泡液柱尺寸的关联式。结果表明:T型正弦波节微通道内的气泡形成机制与常规T型微通道相同,为挤压机制,颈部断裂过程经历的时间较常规T型微通道稍长。该结构类型的正弦波节微通道与常规平直圆管相比,当量直径增大了50%,气液接触面积相应增大了25%,有效地提高了传质效率。
- 靳遵龙郭月明王定标王永庆
- 关键词：微通道两相流气泡数值模拟
