简介:扩散系数在化工设计和研究中是不可缺少的传递特性.但其数据却相对缺乏,因此需要寻找一种方法来预测这个特性就显得十分重要.利用分子动力学方法模拟了简单流体的自扩散系数.模拟分别采用Green-Kubo法(VACF:velocityautocorrelationfunction)和Einstein法(MSD:meansquaredisplacement).模拟结果与实验数据吻合较好,误差在10%左右.两种方法的平均值与实验结果误差在7%左右.同时还模拟了流体自扩散系数随温度的变化关系.结果表明,自扩散系数与温度满足Arrenhius关系,数据相关性在0.99以上,计算得到的自扩散激活能分别为1258J/mol(VACF)、1272J/mol(MSD)和平均值1265J/mol.
简介:通过井筒向某地质结构内注入冷介质时,由于地温与冷介质之间存在温差,冷介质将通过井筒结构与土壤进行热量交换,最终导致冷介质冷量损失进而温度升高而达不到所需温度要求。因此,在施工前,需要对井筒进行冷量损失和沿井筒的温度分布的预测,为保冷结构设计以及井筒结构材料选型提供数据支持。由于注入冷介质的过程中,热量交换过程是一个非稳态传热过程,通常只能采用数值模拟来进行预测。为了简化数值模拟复杂的计算过程,采用准稳态的传热方法来构建单相冷介质通过井筒注入时的流动换热的物理数学模型,并开发了一个数值仿真软件。将仿真结果同商业软件FLUENT模拟结果进行了比较,表明温度分布和冷量损失基本一致,由此验证了所提模型的正确性和可靠性,为非工程热物理专业的工程技术人员提供能够预测低温工质在井筒流动与换热过程的仿真软件。
简介:对某高速直喷柴油机的燃烧过程进行了多维仿真计算,研究了燃烧室形状和喷孔结构参数之间的匹配规律.通过变参数研究确定了燃烧室形状和喷孔结构参数之间的匹配规律.为了定量描述燃烧过程中燃油雾化、液体蒸发、油气混合的特性,建立了缸内平均湍流混合速率、燃油蒸气质量分数方差的中间特征参数,同时详细分析了不同当量比油气混合气在燃烧过程中的贡献率.从燃烧的宏观和微观角度综合分析了柴油机燃烧室形状与喷孔结构间的耦合作用机制.结果表明,对于所研究的机型,0.64口径比燃烧室匹配10孔喷油器的方案最优:预混过程好,燃烧速度快,后期扩散燃烧阶段过稀和过浓混合气参与燃烧的比例较小且预混与扩散燃烧放热情况差别小,放热情况更均匀.
简介:相变微胶囊功能流体所具有的相交区间是影响其强化传热效应和工程应用价值的主要因素。采用双流体数学模型通过数值模拟发现:在层流条件下,双流体模型能够很好地模拟颗粒相体积分数、营径和Re对相交区间的影响。功能流体的相交段长度和总吸热量都随着这三个因素的增大而显著增大。同时相变段长度还取决于入口温度和边界条件等因素。以直链烷烃为相变材料的功能流体在相变段的蓄热能力相近。但在同Re下,功能流体的相变段长度和总吸热量都随着囊芯材料相变温度的升高而减小。入口温度是影响相变材料熔化速度的重要因素。相交段的长度、总温井和总吸热量与流体入口过冷度都呈线性关系。在第一类边界条件下,相变段长度与壁面过热度呈指数为负的幂指数关系,而相变段总温井和总吸热量都随壁面过热度的增大而增大。
简介:设计了两种孔间距比的雪花型层板冷却结构,采用有限体积法求解三维可压缩的N-S方程对其内部流动和换热进行了数值模拟.网格划分采用非结构化网格,湍流模型为Realizablek-ε双方程模型,近壁处湍流采用壁面函数法处理,采用SIMPLE算法求解速度与压力的耦合.计算获得了这两种冷却结构内部各气流参数的三维分布及流动阻力特性和换热特性.结果表明,层板内部的流场结构十分复杂,射流冲击后在扰流柱前反卷形成驻涡,呈雪花形分布的扰流柱阵列的存在对气流起到了较好的分流和引导作用,使气流在冷却通道内分布更为均匀,改善了层板换热的均匀性.数值计算对于改进层板内部结构优化设计有着重要的实际应用价值.