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铅-超临界二氧化碳换热器耦合流动传热特性研究 被引量：1
1
作者 李良星 雷振欣 +3 位作者 赵浩翔 石尚 许向阳 向祖涛 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期212-221,共10页
为探究螺旋盘管式主换热器内的耦合流动传热机理,基于等长度分段模型,构建了以液态铅和超临界二氧化碳为工质的螺旋盘管式主换热器原型及模化比例样件的理论设计方法,并利用相似性原理完成了主换热器小比例样件设计。以主换热器小比例... 为探究螺旋盘管式主换热器内的耦合流动传热机理,基于等长度分段模型,构建了以液态铅和超临界二氧化碳为工质的螺旋盘管式主换热器原型及模化比例样件的理论设计方法,并利用相似性原理完成了主换热器小比例样件设计。以主换热器小比例样件为研究对象,通过SST k-ω湍流模型数值分析了液态铅和超临界二氧化碳在螺旋盘管换热器内的流动传热特性。计算结果表明:螺旋盘管换热器内耦合流动传热性能主要受壳侧质量流量、管侧质量流量和壳侧工质入口温度影响;管侧超临界二氧化碳质量流量对螺旋盘管换热器内耦合流动传热性能的影响最为显著,在超临界二氧化碳质量流量增加52.4%的条件下,螺旋管的平均表面换热系数增大了21.2%;在壳侧液态铅的质量流量和入口温度分别增大94.6%、20 K的情况下,螺旋管内的表面传热系数分别增大了5.5%、3.3%。该研究可为螺旋盘管式换热器的工况选择和高效设计提供理论指导。 展开更多
关键词 铅冷快堆 螺旋盘管换热器 模化比例样件 耦合流动传热
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催化效应对气动热环境影响的流动-传热耦合数值分析 被引量：5
2
作者 王国林 周印佳 +1 位作者 金华 孟松鹤 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期13-19,共7页
鉴于高超声速飞行中高温气体效应带来的壁面催化反应可显著增加气动热载荷,在气动热环境与结构热响应的分析与预报中需充分考虑催化反应带来的影响。将简化原子复合催化模型和有限速率催化反应模型嵌入超高速流动-传热耦合分析模型中,... 鉴于高超声速飞行中高温气体效应带来的壁面催化反应可显著增加气动热载荷,在气动热环境与结构热响应的分析与预报中需充分考虑催化反应带来的影响。将简化原子复合催化模型和有限速率催化反应模型嵌入超高速流动-传热耦合分析模型中,建立超高速流动/催化反应/传热多场耦合分析模型。其中,通过高频等离子风洞的催化特性测试获得ZrB2-SiC超高温陶瓷材料表面催化系数与温度的函数关系,对比分析耦合计算和非耦合计算、简化原子复合催化模型和有限速率催化反应模型对气动热环境的影响和适应性,结果表明材料表面催化特性对壁面总热流有重大影响。对于具有较高热导率材料的热响应,耦合传热分析能够有效避免非耦合计算带来的过度高估的结果,而有限速率催化反应模型可有效提高计算精度。在此基础之上,通过耦合传热分析,揭示了催化反应与壁面传热的内在关系,证明了在传热分析中考虑表面催化效应可提升结构热响应精度和防热系统精细化设计的能力。 展开更多
关键词 高超声速 流动-传热耦合 催化效应 地面风洞实验 数值模拟 气动热环境
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方坯连铸流动传热的三维耦合数值仿真 被引量：8
3
作者 冯科 徐楚韶 陈登福 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第8期1665-1669,共5页
在考虑速度粘性耗散项的情况下建立了方坯连铸三维稳态流动传热耦合数学模型,模型中对二冷区传热边界条件的处理与以往模型相比更加准确。应用该模型和早前基于有效导热系数方法所建立的方坯连铸二维非稳态有效导热系数模型对涟钢1号RO... 在考虑速度粘性耗散项的情况下建立了方坯连铸三维稳态流动传热耦合数学模型,模型中对二冷区传热边界条件的处理与以往模型相比更加准确。应用该模型和早前基于有效导热系数方法所建立的方坯连铸二维非稳态有效导热系数模型对涟钢1号ROKOP方坯连铸机(150×150mm2)连铸过程中拉坯方向上一定区域内的流动与传热现象分别进行了数值仿真,计算结果对比分析得出,在仿真运算所选取的钢液对流较强的计算域内,三维耦合模型能更为准确地预测出铸坯的温度场。另外,通过两种数学模型对铸机整个冶金长度范围内的凝固过程进行了复合数值模拟并设计出了相应的二冷方案。连铸机的生产实践表明,二冷设计方案非常合理,连铸过程的数值仿真结果具有较好的可靠性和实用性。 展开更多
关键词 方坯连铸 三维流动传热耦合数值仿真 速度粘性耗散项 二冷区传热边界条件
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细菌堆浸中流动-反应-传热耦合过程数值模拟分析 被引量：1
4
作者 吴爱祥 刘金枝 +1 位作者 尹升华 王洪江 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期1393-1400,共8页
针对辉铜矿微生物浸出过程进行数学建模,利用Comsol Multiphysics软件对浸堆中热量传递、氧气流动、目的金属离子分布以及氧化转化率等进行数值模拟分析.结果表明:沿堆体斜坡边界处氧的浓度较大,而在堆的中央部分,氧气的浓度非常小,导... 针对辉铜矿微生物浸出过程进行数学建模,利用Comsol Multiphysics软件对浸堆中热量传递、氧气流动、目的金属离子分布以及氧化转化率等进行数值模拟分析.结果表明:沿堆体斜坡边界处氧的浓度较大,而在堆的中央部分,氧气的浓度非常小,导致这部分区域浸出反应缓慢;沿浸堆边坡处的温度偏低,温度最高的部分在底部区域附近靠近边坡位置处,且温度升高值超过6℃;矿堆底部靠近边坡区域目的金属离子浓度最高;靠近底部和斜坡部分,浸出反应速率快、氧化转化率高.矿堆的其余部分,因氧浓度低,导致浸出反应速率缓慢、氧化转化率低. 展开更多
关键词 堆浸 流动-反应-传热耦合模型 细菌浸出 数值模拟
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C形换热器一二次侧流动传热耦合特性数值模拟研究 被引量：1
5
作者 褚文俊 朱宏晔 +2 位作者 成翔 刘洋 段日强 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2533-2542,共10页
C形换热器是第三代反应堆非能动余热排出系统中的主要设备。为研究其一、二次侧流动传热耦合特性,本文建立了C形换热器全尺寸物理模型,进行了不同结构参数和热工条件下的数值模拟研究,获得了一次侧流场的温度、速度、压力分布以及传热... C形换热器是第三代反应堆非能动余热排出系统中的主要设备。为研究其一、二次侧流动传热耦合特性,本文建立了C形换热器全尺寸物理模型,进行了不同结构参数和热工条件下的数值模拟研究,获得了一次侧流场的温度、速度、压力分布以及传热管间的流量分配变化规律,分析了进口流量、进口温度、进口位置等对流量分配和流动阻力分布的影响,以及浮升力和惯性力对流量分配的影响机理。结果表明,流量分配不均主要由热虹吸现象导致,且进口管道位置对于流量不均匀性的改善不明显。 展开更多
关键词 C形换热器 流动传热耦合 数值模拟 流量分配
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舰用燃料油流动传热耦合特性数值模拟 被引量：1
6
作者 段纪淼 刘慧姝 +2 位作者 赫曼求 徐硕 李江 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期138-146,共9页
裸管铺设的机动管线加热输送燃料油过程中,由于冬季低温和强换热的作用,使得燃料油热损失大,温降快,黏度上升,压降大,失去流动性,易发生凝管事故。以中石油驻青岛某炼油厂所产舰用燃料油为实验介质,对燃料油在环道实验装置测试段中流动... 裸管铺设的机动管线加热输送燃料油过程中,由于冬季低温和强换热的作用,使得燃料油热损失大,温降快,黏度上升,压降大,失去流动性,易发生凝管事故。以中石油驻青岛某炼油厂所产舰用燃料油为实验介质,对燃料油在环道实验装置测试段中流动和传热过程进行数值模拟,建立了三维流动和传热耦合模型,采用交错网格体系划分计算区域,选用二阶迎风格式对流-扩散方程进行离散,运用亚松驰的交错方向块迭代法求解离散方程。数值模拟结果表明:由于测试段管外壁冷却水的作用,近壁处油温会下降,越靠近管壁,温度下降越多;从油流进口处到出口处,管内壁温度出现浮动式下降,燃料油的热边界层厚度降低。 展开更多
关键词 管道工程 舰用燃料油 流动传热耦合特性 数值模拟 机动管线
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深水海底管道软管内部流体渗透特性模型与试验研究 被引量：1
7
作者 李焱 郑利军 +1 位作者 张恩勇 王云飞 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第S01期118-125,共8页
深水油气输送软管是深水油气田开发工程重要的设施,准确模拟气体渗透冷凝的动态过程是关乎软管设计是否安全可靠的关键技术之一。以我国海上某油田深水软管为研究对象,开展深水油气输送软管内部复杂气体CH4、CO_(2)、H2S和气相水等渗透... 深水油气输送软管是深水油气田开发工程重要的设施,准确模拟气体渗透冷凝的动态过程是关乎软管设计是否安全可靠的关键技术之一。以我国海上某油田深水软管为研究对象,开展深水油气输送软管内部复杂气体CH4、CO_(2)、H2S和气相水等渗透规律研究,考虑高分子聚合物密封材料、厚度、气体压力、温度、流速、软管界面结构形式等不同影响软管渗透性的因素,将软管几何模型划分为管内流体、管道结构和环空三个空间,建立复合柔性软管多相流动传热传质耦合计算模型,并进行了实验室规模的材料和样管实验,原型管道试验以及平台现场测试,其中模型结果与样管实验最大误差为7%,与原型管道试验结果最大误差为12.3%,计算模型与现场运行结果趋势规律一致,很好地为深水软管设计以及软管安全运行管理提供技术支持。 展开更多
关键词 深水海底管道 多相流动传热传质耦合 渗透模型
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海洋天然气水合物降压开采地层井壁力学稳定性分析 被引量：20
8
作者 袁益龙 许天福 +2 位作者 辛欣 夏盈莉 李冰 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期544-555,共12页
降压开采天然气水合物使其分解会导致储层孔隙度、渗透率、孔隙压力和岩层骨架有效应力发生改变,同时降低沉积物的胶结程度,使地层的抗剪强度和承载能力降低,从而引起井壁失稳、海底滑坡、海底面沉降等工程问题.为此,在地下多相非等温... 降压开采天然气水合物使其分解会导致储层孔隙度、渗透率、孔隙压力和岩层骨架有效应力发生改变,同时降低沉积物的胶结程度,使地层的抗剪强度和承载能力降低,从而引起井壁失稳、海底滑坡、海底面沉降等工程问题.为此,在地下多相非等温数值模拟软件TOUGH+Hydrate框架内,基于扩展的三维Biot固结理论,考虑水合物分解相变、传热(T)、流动(H)、岩土体变形(M)等过程及其相互耦合作用,建立了新的水合物开采传热-流动-力学(THM)耦合数学模型,并开发有限元程序对其进行数值求解.以中国南海神狐海域GMGS1航次SH2站位水合物储层条件为研究对象,构建了垂直井降压开采THM耦合地层井壁稳定性分析模型,预测了水合物开采过程中储层温-压-力场和水合物分解区的演化规律,揭示了地层优势出砂区域和海底面沉降趋势.结果表明:储层降压导致地层有效应力增大,进而引起井周地层发生沉降,且地层的沉降主要发生在降压开采前期,最大沉降位置位于井壁周围,向储层内部延伸地层沉降量快速减小;水合物分解导致井周地层力学强度降低,加剧了储层的沉降;井筒降压造成射孔段井壁应力集中最为明显,从而造成井壁破坏的潜在风险,这些区域正是水合物开采出砂防治的关键区域. 展开更多
关键词 天然气水合物 降压开采 传热-流动-力学耦合 地层沉降 井壁稳定
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