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高校化学工程学报 2020年第3期34卷 656-663页

作者：刘璇黄振宇苏雪蹇一毫吴峰马晓迅西北大学化工学院陕西西安710069 陕西省洁净煤转化工程技术中心陕西西安710069

为了研究喷嘴进口气体旋流效应对喷动床内气固两相流动特性的影响规律,采用数值模拟方法进行研究分析。通过欧拉-欧拉双流体模型和颗粒动力学理论对气固两相流动进行模型处理,分别对常规喷动床及带旋流器喷嘴喷动床进行模拟分析与对比... 详细信息

为了研究喷嘴进口气体旋流效应对喷动床内气固两相流动特性的影响规律,采用数值模拟方法进行研究分析。通过欧拉-欧拉双流体模型和颗粒动力学理论对气固两相流动进行模型处理,分别对常规喷动床及带旋流器喷嘴喷动床进行模拟分析与对比。研究表明:喷嘴进口气体旋流效应显著地强化了喷动床内颗粒的径向运动,能有效消除柱锥区的颗粒堆积现象,扩大了低床层区气体喷射区的影响范围,增加了喷动床内气体的湍动能值,从而提高喷动床内颗粒处理的整体效率。存在最佳η(旋流器内径与外径比值)值,即η为0.526时,旋流气体对喷动床环隙区内颗粒堆积的消除作用及气体湍动能值的提升最为显著,同时旋流器喷动床的总体压降达到了峰值。

关键词：喷动床旋流效应气固两相流动数值模拟

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利用旋流效应强化太阳能空气集热器性能的研究

利用旋流效应强化太阳能空气集热器性能的研究

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作者：郭萌燕山大学

学位级别：硕士

作为化石能源的最佳替代品,太阳能为人类社会提供一个清洁,美好的能源世界。而太阳能集热器是聚集太阳辐射能的重要应用。本次论文基于课题组前期搭建的户外瞬时换热式空气集热器,本文的仿真计算模型是根据具体搭建的实验台数据建立,利... 详细信息

作为化石能源的最佳替代品,太阳能为人类社会提供一个清洁,美好的能源世界。而太阳能集热器是聚集太阳辐射能的重要应用。本次论文基于课题组前期搭建的户外瞬时换热式空气集热器,本文的仿真计算模型是根据具体搭建的实验台数据建立,利用仿真软件研究其集热器内部流体流动和传热特性,得到的研究结果发现:引入挡板装置,内部流体流动被重新组合,通过接连的地产生二次流增加了流体的混乱程度,延长流体在内部的传热时间,强化了集热器的热性能。但因为挡板的引入在其后侧位置较大的流动分离使得各种小范围的旋涡形成,相对位置的底板因为旋涡的作用,热量没能有效的利用进而形成较高温度的热斑,这造成了较明显的热量流失。本文以消除腔室内的涡流区为目标,在腔内引入风扇,通过制造旋流破坏涡流区,加强流体微团混合,抑制热斑的生成,以期获得更高的集热效率。本文运用数值手段分析了旋流类型和旋流强度对性能提升效果的影响,通过流动及换热特性的分析,揭示了旋流强化集热器热性能的机理。获得的主要结论如下:在计算工况内,被动旋流最优工况的集热效率增长率提升为16.03%,主动旋流最优工况的集热效率增长率提升为22.78%;实验工况中,最优模型的集热效率增长率提升为13.24%。引入旋流可以有效提高折流板型太阳能空气集热器的热性能。主动旋流的性能提升效果明显优于被动旋流。集热效率增长率随着旋流强度的增加,呈现先增大后减小的趋势,对于特定尺度的集热器,存在最优的旋流强度。引入旋流的强化效果对不同的旋流参数(旋流类型、旋流强度、旋流位置、首腔旋流位置、旋流不同组合)比较敏感,引入旋流的强化效果对不同的集热器的运行参数(处理气量、盖板类型、太阳照度强度、外界环境)也比较敏感。实验结果验证了引入旋流提升集热器热性能的可行性并表明旋流方法的提升效果对内部流态比较敏感,在层流流态或者低雷诺数紊流流态引入旋流提高集热效率效果会比较明显,在高雷诺数紊流流态引用旋流作用几乎不会产生强化作用。

关键词：旋流效应太阳能空气集热器集热效率实验验证数值模拟

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旋流对等离子体反应器内传热与流动的影响

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清华大学学报（自然科学版） 2008年第11期48卷 2025-2028页

作者：吴贵清李和平包成玉陈熙清华大学工程物理系北京100084 清华大学工程力学系北京100084

为满足大气压气体放电热等离子体先进材料加工的要求,研究了当等离子体发生器出口处存在旋流流动时,旋流效应对有反向载气注入条件下等离子体反应器内传热与流动特性的影响。在所研究的参数范围内的计算结果表明:旋流对等离子体的轴向... 详细信息

为满足大气压气体放电热等离子体先进材料加工的要求,研究了当等离子体发生器出口处存在旋流流动时,旋流效应对有反向载气注入条件下等离子体反应器内传热与流动特性的影响。在所研究的参数范围内的计算结果表明:旋流对等离子体的轴向运动有抑制作用,且有助于强化等离子体射流与反向载气的混合,从而影响反应器内的传热与流动特性以及发生器出口与反向载气喷管出口之间所形成的滞止平面的位置;而且随着旋流数的增加,旋流对等离子体轴向运动的抑制作用也会增强。

关键词：热等离子体反应器数值模拟旋流效应

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