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复杂城市管网多气源混输模型的构建及工程应用 被引量：7
1
作者 童睿康 王鹏 +1 位作者 蔡磊 张引弟 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期53-60,共8页
为研究复杂城市燃气管网多气源混输的影响,在传统燃气管网水力仿真模型的基础上补充气体组分追踪方程,构建燃气管网多气源混输仿真数学模型。通过某省规划管网算例,验证所构建模型的准确性。将所构建多气源混输模型应用于A城市高压燃气... 为研究复杂城市燃气管网多气源混输的影响,在传统燃气管网水力仿真模型的基础上补充气体组分追踪方程,构建燃气管网多气源混输仿真数学模型。通过某省规划管网算例,验证所构建模型的准确性。将所构建多气源混输模型应用于A城市高压燃气管网系统,研究多气源混输对管网中气体压力、气源结构及气体组成的影响。结果表明,季节性供气方案调整会导致管网中压力、气体甲烷比例、氢比例、华白数和发热量等气质指标发生波动。部分输气站气源结构发生较大置换,压力波动可达20%,华白数波动可达4.9%,发热量波动可达4.61%,这将对A城市燃气管网安全平稳运行造成一定影响。 展开更多
关键词 燃气管网 多气源混输 气体组成 组分追踪 管网仿真
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人工冰场用跨临界CO_(2)并联压缩制冷试验研究 被引量：3
2
作者 吴小华 魏闻天 +4 位作者 宋衍昌 李晓琼 张振涛 郑康辉 杨俊玲 《流体机械》 CSCD 北大核心 2023年第12期16-22,35,共8页
为了研究应用于人工冰场的跨临界CO_(2)并联压缩制冷系统性能,搭建了跨临界CO_(2)并联压缩制冷系统,试验研究了单压缩机独立运行以及双压缩机并联运行时,蒸发温度与压缩机运行频率对系统COP、制冷量、压缩机功率、制冷剂流量、压比的影... 为了研究应用于人工冰场的跨临界CO_(2)并联压缩制冷系统性能,搭建了跨临界CO_(2)并联压缩制冷系统,试验研究了单压缩机独立运行以及双压缩机并联运行时,蒸发温度与压缩机运行频率对系统COP、制冷量、压缩机功率、制冷剂流量、压比的影响。结果表明,随蒸发温度升高,COP、制冷量、压缩机功率和制冷剂流量均增大,压比减小,蒸发温度为-9.4℃时,COP达到本试验的最大值2.00;在试验工况40~60 Hz范围内,随着压缩机运行频率增加,制冷量、压缩机功率、制冷剂流量和压比均增大;单台压缩机独立运行和并联压缩时,COP均在50 Hz达到最大,且并联压缩COP随压缩机运行频率差的增加而降低,最大可相差26.67%。建立了系统COP预测模型,通过蒸发温度与排气压力对COP进行预测,并与并联压缩试验结果进行了对比,所构建模型预测结果与同频率并联压缩系统试验测得COP平均误差为3.7%。研究结果可为并联压缩制冷系统设计提供借鉴和指导。 展开更多
关键词 并联压缩 CO_(2) 人工冰场 预测模型
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天然气管道瞬态仿真研究综述 被引量：29
3
作者 王鹏 童睿康 +3 位作者 蒋若兰 周冠行 高智文 张引弟 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第17期6959-6970,共12页
天然气管道仿真技术是天然气管网设计、运行、管理核心基础技术。在天然气管网大型化、复杂化、智慧化和多气源供应发展的大背景下,该技术将发挥着越来越重要的作用。为此,调研了中外天然气管道瞬态仿真的研究进展,梳理了在数学模型、... 天然气管道仿真技术是天然气管网设计、运行、管理核心基础技术。在天然气管网大型化、复杂化、智慧化和多气源供应发展的大背景下,该技术将发挥着越来越重要的作用。为此,调研了中外天然气管道瞬态仿真的研究进展,梳理了在数学模型、求解方法和加速仿真3个方面的研究历程,总结了当前的研究成果,分析了今后的发展趋势。目前天然气管道仿真技术已经基本成熟,其准确性和稳健性可得到较好的保证,中小型管网的仿真速度较快。为更好地服务大型智慧管网的建设,多气源混输、人工智能和并行仿真将是以后的重要发展方向。 展开更多
关键词 天然气 管网 瞬态流动 瞬态仿真 数值模拟
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Ni/Ag微纳结构强化顶部连通型微通道沸腾换热 被引量：2
4
作者 杨鹏 胡士松 +3 位作者 刘广飞 张伟 孙东亮 宇波 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2526-2535,共10页
微通道换热器较大的比表面积使其具有较高的热质传输效率,在化工、能源等领域具有广泛的应用前景。针对微通道流动沸腾换热强化,本文设计了一种具有Ni/Ag微纳复合结构表面的顶部连通型微通道换热器,该顶部连通型微通道由11条并联微通道... 微通道换热器较大的比表面积使其具有较高的热质传输效率,在化工、能源等领域具有广泛的应用前景。针对微通道流动沸腾换热强化,本文设计了一种具有Ni/Ag微纳复合结构表面的顶部连通型微通道换热器,该顶部连通型微通道由11条并联微通道组成,微通道的截面为400μm×400μm的正方形,并联通道上方连通空间的高度也为400μm;采用电刷镀技术在顶部连通型微通道表面制备了Ni/Ag微纳米复合结构,以无水乙醇为工质,开展了普通并联微通道(regular microchannel, RMC)、顶部连通型微通道(top-connected microchannel,TCMC)以及具有微纳复合结构表面的顶部连通型微通道(TCMC-Ni/Ag)内流动沸腾换热对比实验研究。结果表明:TCMC-Ni/Ag表面的最大局部换热系数达179.84kW/(m~2·K),较RMC的最大局部换热系数提高了4.1倍。可视化研究发现,对于TCMC-Ni/Ag,强亲水性的微纳复合结构表面同时提高了核化密度和核化频率,中低热流条件下形成气相汇聚于顶部连通区域,微通道表面仍然产生大量气泡的流型结构,在高热流密度条件下,强亲水性微纳复合结构的毛细吸液作用使得通道内产生了薄液膜对流蒸发换热模式,是其换热性能大幅提高的主要机理。 展开更多
关键词 微通道 传热 相变 Ni/Ag微纳结构 润湿性
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表面微结构对阵列微射流沸腾换热的影响 被引量：1
5
作者 张超 杨鹏 +4 位作者 刘广林 赵伟 杨绪飞 张伟 宇波 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期4193-4203,共11页
与单相射流相比,阵列式微射流沸腾换热耦合了分布式射流与气液相变两种高效传热模式,在高热通量电子器件冷却领域具有重要的应用前景。本文创新性提出一种具有顶部浸入式阵列射流柱与底部微针肋阵列结构耦合的微射流沸腾换热系统,采用... 与单相射流相比,阵列式微射流沸腾换热耦合了分布式射流与气液相变两种高效传热模式,在高热通量电子器件冷却领域具有重要的应用前景。本文创新性提出一种具有顶部浸入式阵列射流柱与底部微针肋阵列结构耦合的微射流沸腾换热系统,采用无水乙醇为工质,研究了入口过冷度、入口Re、热通量对射流沸腾换热影响特性;采用电刷镀制备了镍/石墨烯微纳复合结构,研究了该复合结构对微针肋阵列表面射流沸腾换热的影响规律,揭示了镍过渡层引入的附加热阻以及蘑菇状微纳复合结构对气泡脱离的抑制是换热削弱的主要原因。为克服上述弊端,采用激光对镍/石墨烯微纳复合结构表面进行了刻蚀,发现激光刻蚀消除了镍/石墨烯微纳复合结构导致的附加热阻及其气泡脱离抑制效应,其最大传热系数达到30787.0W/(m^(2)·K),较镍/石墨烯微纳复合结构表面和针肋阵列光滑表面传热系数分别提高了140.7%和119.8%。本文的研究结果表明,微纳复合结构对沸腾换热的影响取决于制备工艺及其结构形貌,激光刻蚀较电刷镀形成的微纳复合结构在微射流沸腾换热强化方面更具优势,为表面微纳结构强化沸腾换热系统设计、制备和运行提供科学参考。 展开更多
关键词 阵列微射流 相变 表面 多尺度 附加热阻
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太阳能跨季节蓄热增强土壤源热泵供暖系统建模与仿真研究 被引量：10
6
作者 山强 杨绪飞 +3 位作者 吴小华 孙东亮 于长永 刘格含 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1028-1037,共10页
针对土壤源热泵在寒冷地区农业温室供暖时存在的土壤热失衡问题,文章基于TRNSYS软件,结合实验数据,开展了太阳能跨季节蓄热增强土壤源热泵供暖系统(SSTES-GSHP)建模与仿真研究。所构建的仿真模型各项能量数据计算误差大部分在±2.5... 针对土壤源热泵在寒冷地区农业温室供暖时存在的土壤热失衡问题,文章基于TRNSYS软件,结合实验数据,开展了太阳能跨季节蓄热增强土壤源热泵供暖系统(SSTES-GSHP)建模与仿真研究。所构建的仿真模型各项能量数据计算误差大部分在±2.5%以内,土壤平均温度误差小于0.09℃;10 a长周期预测结果表明,该系统可以有效维持系统井群区域土壤热平衡;基于廊坊地区玻璃温室典型热负荷和土壤源热泵系统能效,建立了维持地温平衡的集热器面积匹配设计准则A/S=0.158+0.021COPG。文章可为我国北方地区农业清洁供暖提供技术参考和理论支撑。 展开更多
关键词 土壤源热泵 热失衡 跨季节蓄热 仿真模型 匹配设计
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网格类型对水力旋流器内湍流模拟的适应性分析 被引量：7
7
作者 彭世昌 刘美丽 +3 位作者 白春禄 孔畅言 陈家庆 张耀元 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期599-610,共12页
网格单元的选用对数值模拟结果的准确性和计算周期有至关重要的影响,前者决定模拟结果是否有效,后者决定模拟成本高低。为深入研究不同网格类型对水力旋流器内强旋转湍流特性数值模拟结果的影响,以实验测量数据为基准,比较分析了5种网... 网格单元的选用对数值模拟结果的准确性和计算周期有至关重要的影响,前者决定模拟结果是否有效,后者决定模拟成本高低。为深入研究不同网格类型对水力旋流器内强旋转湍流特性数值模拟结果的影响,以实验测量数据为基准,比较分析了5种网格类型对水力旋流器内流动模拟的适应性。研究结果表明:六面体核心网格模拟结果与实验测量值的吻合程度最好,相对误差小于10%,且计算耗时最少;四面体网格因其截断误差是一阶量,导致计算精度最低,但计算耗时相对较少;结构化六面体网格和多面体-六面体核心混合网格计算精度较高,但两者计算耗时较长,特别是划分结构化六面体网格时人工参与量大;多面体网格计算精度较好,收敛速度快且计算耗时仅占同等情况下结构化六面体网格的一半左右。因此,对于水力旋流器内流场模拟而言,六面体核心网格和多面体网格的性价比较高。 展开更多
关键词 水力旋流器 网格类型 计算流体力学 计算精度 误差分析
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农产品热风干燥传热传质数值模拟研究进展 被引量：10
8
作者 刘格含 王鹏 +2 位作者 吴小华 山强 范芃佐 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2020年第22期342-350,357,共10页
干燥是农产品安全贮藏的重要手段。热风干燥具有成本低、效率高、可持续大量干燥等优点,在农产品干燥中应用十分广泛。农产品热风干燥过程包含复杂的传热传质过程,对该过程进行准确预测可为绿色节能提质增效的干燥工艺开发、设备研制等... 干燥是农产品安全贮藏的重要手段。热风干燥具有成本低、效率高、可持续大量干燥等优点,在农产品干燥中应用十分广泛。农产品热风干燥过程包含复杂的传热传质过程,对该过程进行准确预测可为绿色节能提质增效的干燥工艺开发、设备研制等提供重要理论依据。本文综述了农产品热风干燥传热传质过程的三种常用的数值模拟方法,即干燥动力学模型方法、连续介质假设模型方法和孔道网络模型方法。简要回顾这三种方法的发展历程,重点介绍其基本理论及数学模型,阐述其在农产品热风干燥研究中的应用,总结其优缺点,并对其未来发展进行展望。 展开更多
关键词 农产品 贮藏 热风干燥 热质传递 数值模拟
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油井采出液管式旋流预分水设备的放大设计 被引量：4
9
作者 孔畅言 刘美丽 +6 位作者 陈家庆 白春禄 王强强 彭世昌 王春升 张明 尚超 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期164-173,共10页
旋流分离设备逐渐成为油田解决高含水问题的关键技术之一,但放大后性能降低成为制约其工程化应用的主要因素。对比研究了直接理论设计、压力主导型相似放大设计和流量主导型相似放大设计3种放大设计方法;以处理量为1.0 m^(3)/h的管式旋... 旋流分离设备逐渐成为油田解决高含水问题的关键技术之一,但放大后性能降低成为制约其工程化应用的主要因素。对比研究了直接理论设计、压力主导型相似放大设计和流量主导型相似放大设计3种放大设计方法;以处理量为1.0 m^(3)/h的管式旋流预分水设备室内样机为原型,分别采用上述3种设计方法设计了处理量为10.0 m^(3)/h的工程样机;通过数值模拟详细对比了流动特性,并开展了现场试验研究。结果表明,流量主导型相似放大设计方法所得设备不仅离心加速度最大而且轴向衰减率最小,最大切向速度衰减率仅为25.39%。该方法设计的工程样机在油田现场的运行效果与室内样机基本一致:当采出液含水率在75%~90%范围内时,在确保分水率大于50%的前提下,可以将水出口的含油质量浓度控制在1321 mg/L以下。综合来看,流量主导型相似放大设计方法具有计算周期短、实施方便等优点,可为旋流分离设备的放大设计提供理论指导。 展开更多
关键词 油井采出液 预分水 旋流分离 放大设计 油田现场试验
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倒U型槽中天然气管道泄漏扩散模拟 被引量：3
10
作者 张琳 邓雅军 +2 位作者 侯昊 王会杰 敖尚民 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2019年第5期699-702,共4页
建立了商业体户内倒U型槽中天然气管道泄漏扩散的数学模型,对泄漏口向下时不同管径、泄漏口孔径和泄漏速度下天然气在倒U型槽中的扩散过程进行模拟,确定了不同条件下泄漏气体触发报警器的时间以及倒U型槽的最佳安全高度。结果表明:管径... 建立了商业体户内倒U型槽中天然气管道泄漏扩散的数学模型,对泄漏口向下时不同管径、泄漏口孔径和泄漏速度下天然气在倒U型槽中的扩散过程进行模拟,确定了不同条件下泄漏气体触发报警器的时间以及倒U型槽的最佳安全高度。结果表明:管径对触发报警器的时间和倒U型槽的最佳安全高度几乎没有影响;泄漏速度越大,触发报警器的时间越长,倒U型槽的最佳安全高度越大;泄漏口孔径越大,触发报警器所需的时间越短,倒U型槽的最佳安全高度越大。 展开更多
关键词 倒U型槽 天然气泄漏 数学模型 扩散模拟 安全防护
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