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关键词： 脱水   蚕豆   数值模拟   各向异性收缩   传热传质  

摘要： 本文对蚕豆种子进行低温真空脱水实验,通过实验得到其在不同方向(长、宽、厚方向)的无量纲尺寸变化与含水率之间的关系。在所有工况下,蚕豆在厚度方向的无量纲尺寸变化明显大于长度方向和宽度方向,说明脱水过程的收缩具有各向异性。在CFD软件建立蚕豆的宏观三维模型中,以绝对尺寸变化的规律设置不同的网格边界条件,模拟不同收缩条件下的脱水过程。结果表明各向异性收缩对温度无明显影响,对湿度的影响显著。单向收缩时,厚度方向与实际情况最接近且水分主要朝着厚度方向向外逸出。

关键词： 交叉扩散   传热传质   场协同理论  

摘要： 利用格子Boltzmann方法模拟了磁场作用下多孔方腔内的交叉扩散现象,讨论了孔隙率E、达西数Da、哈特曼数Ha、磁场角γ、索瑞特数S_(r)、杜佛尔数D_(f)对平均努谢尔特数Nu_(ave)和平均宣乌特数Sh_(ave)的影响,并利用场协同原理解释了这些因素的作用机理。结果表明:孔隙率和达西数的增加能够强化传热传质;哈特曼数的增加则削弱了传热传质的发生;磁场与水平面的夹角在[-π,π]的范围内增大时,传热传质强度基本不变;单一增大杜佛尔数会显著强化传热,但可能会削弱传质的发生;单一增大索瑞特数,则传热传质同时增强。

关键词： 传热传质   直接蒸发冷却   填料   压降   适用性  

摘要： 本文搭建了直接蒸发冷却实验台,对蒸发冷却空调填料的换热性能进行实验测试,研究了填料的材质、进风量、压降对填料热质传递性能的影响。实验结果表明:最优工况下植物纤维填料、泡沫陶瓷填料、PVC填料和金属填料的直接蒸发冷却效率分别为82.93%、71.29%、54.85%和55.34%,植物纤维填料的压降最高,金属填料的压降最低,最适合的进风量不一定是填料传热效率最高的状态点,需要考虑由于填料的压降带来的风机能耗问题。预测了直接蒸发冷却的空调系统在西安市通信机房全年适用小时数,采用植物纤维填料时全年运行4126 h,全年占比47.10%;采用泡沫陶瓷填料时全年运行3115 h,全年占比35.56%;采用PVC和金属填料时全年运行2582 h,全年占比29.47%。

关键词： 液膜闪蒸   过热度   液膜厚度   非平衡分数   传热传质  

摘要： 建立空间内微米级液膜的二维数值分析模型,采用patch形式对网格进行划分来定义不同的液膜厚度。基于Mixture模型来描述液膜与其上方的水蒸气之间的传质传热过程,研究了液膜厚度和液膜过热度对液膜闪蒸造成的影响。根据模拟得到液膜的温度数据,在数学模型的基础上,计算液膜闪蒸的蒸发质量以及蒸发质量的变化率,并引入反映闪蒸过程中温度变化的非平衡分数NEF来表示闪蒸过程的完整性。对液膜各个瞬态时间点的闪蒸状态及影响其传质传热特性的因素进行分析。结果表明:微米级液膜的闪蒸分为快速和稳定两个阶段,初始液膜厚度的增大会抑制闪蒸,由于初始厚度的不同会影响液膜底部的静压,致使达到平衡时的温度略微不同。液膜过热度会通过对表面张力产生影响,进而产生Marangoni对流,促进闪蒸的进行。

关键词： 闭式冷却系统   螺旋盘管   数值模拟   传热传质  

摘要： 闭式冷却塔因其节能、环保、洁净等优势,被广泛应用于冷却水清洁度要求较高及其他特殊工艺流体冷却的场合。以闭式冷却系统螺旋换热盘管模块为研究对象,从传热传质基本原理出发,采用Poppe分析法,构建螺旋换热盘管的传热传质数学模型及螺旋盘管管束单元的传热传质微分方程。设计和搭建闭式冷却塔实验测试平台,探究在空气流量1000—2300 m^(3)/h、喷淋密度1.09—2.72 kg/(m^(2)·s)、冷却水流量0.47—1.09 kg/s与冷却水进出口温度32—56℃时螺旋盘管传热传质性能的规律;拟合得到了管外水膜与空气的传质系数经验公式;编写螺旋换热盘管模块热力性能二维MATLAB求解程序。计算结果和实验结果对比表明:冷却水出口温度的最大误差为1.73%,喷淋水出口温度最大误差为5.79%,满足工程计算需求。

关键词： 露点冷却   传热传质   数值模拟   参数优化  

摘要： 设计了运用在货车的卧式波纹形逆流式露点蒸发冷却器,建立传热传质数值模型并验证,误差不大于8%。根据EES仿真结果分析结构参数和运行参数影响因子并进行优化,优化后通道长度为1.2 m,换热片间距为5 mm,进气速度为1.3 m·s^(-1),工作空气比为0.3。模拟研究4个城市气候条件对冷却器冷却性能的影响,结果显示:环境空气湿度影响占主导,冷却器在西北部地区性能较好。

关键词： 涡轮薄层   传热传质   气固两相流   数值模拟  

摘要： 涡轮薄层污泥干化是涉及导热、对流传热与传质、高速旋流相耦合的复杂过程,掌握污泥的耦合干化机理与规律、确定干化设备核心参数,是该技术成功应用的关键。本文用机理分析方法构建涡轮薄层干化过程传热、传质的数学模型,基于该模型对污泥干化过程开展数值模拟,揭示涡轮薄层干化过程单一气相和气固两相流的速度、温度和含水率的分布规律,探究涡轮薄层干化的关键技术及参数。设计开发涡轮薄层污泥干化系统并开展实验研究。结果表明:干化机内部的桨叶阵列设计能够实现物料的顺利运输,桨叶末端是干化机内混合传热效果最佳位置,最优桨叶安装角度为45°,出口污泥含水率可降至20%。

关键词： 玉米干燥   传热传质   清洁  

摘要： 本文介绍了目前玉米干燥领域理论研究和技术设备的发展现状,包括:玉米籽粒的基本结构和所含水分种类、玉米干燥传热传质理论的研究进展,以及玉米干燥技术设备的发展现状。总结了玉米现有干燥技术的优势与弊端,并对其发展趋势进行了综合评价;将理论分析和实际干燥效果相结合,综合考虑干燥成本、干燥效率、干燥品质和热源清洁度等多方面因素,指出未来我国在玉米干燥领域的研究应着力于开发采用清洁热源且能效较高的新型联合干燥技术。

关键词： 煤气化   焦油生成特性   流化床   表观气速   原煤粒径   含水率   传热传质  

摘要： 煤气化过程中产生的焦油在低温下会发生冷凝,堵塞工艺设备,污染燃气设备,增加运行成本。而基于焦油生成特性调整运行参数,可降低气化炉原始焦油质量浓度和焦油脱除成本。为获得流化床煤气化过程中焦油的生成特性,借助流化床反应器,研究温度、空气当量比、表观气速、煤的粒径和含水率等对气化气中焦油生成量的影响规律。研究结果表明:升高温度或提高空气当量比,均有利于降低煤气化过程中焦油质量浓度,但2者的影响有限。炉内表观气速u_(g)在0.19~0.33 m/s逐渐增加时,气固两相间接触混合加剧,改善了炉内传热传质效果,促进焦油热分解,而当鼓泡流态化向湍动流态化过渡时,气固两相间的接触混合不再明显增强,焦油质量浓度变化不大;煤颗粒粒径较小,可提高化学反应速率,促进产生焦油的热分解,但在一定的流化风速下,气化原料粒径越小,越易分布在床面,反而削弱了煤和床料间的热量传递,缩短了焦油在炉内的停留时间,导致焦油质量浓度增大;不同含水率的煤在气化过程中测得焦油质量浓度差异较明显,含水率过高或过低都对降低焦油的生成量不利。

关键词： 蒸发式冷凝器   降膜蒸发   传热传质  

摘要： 对水平管外降膜蒸发气水对流过程进行了三维数值模拟.模拟了迎面风速分别为1.0、1.6、2.2 m/s以及喷淋密度从0.036 kg/(m·s)增加至0.084 kg/(m·s)工况下气水对流传热传质过程,计算了气水对流过程的平均换热系数与Sh.结果表明,研究工况范围内汽化换热量在总换热量中占比为71%~77%;同一迎面风速空气条件下,随着喷淋雷诺数的增加,Sh先增大后缓慢减小;迎面风速的增大可以显著提高传热传质效果.