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蒸汽喷射器喷射系数计算的热力学模型 被引量：38
1
作者 徐海涛 桑芝富 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期704-710,共7页
对蒸汽喷射器的工作过程进行了深入分析 ,从热力学参数的角度出发 ,建立了蒸汽喷射器喷射系数计算的理想模型、动量守恒模型及动能守恒模型 .采用IAPWS IF97公式计算蒸汽热力参数 ,对喷嘴、混合段及扩散段的效率对单级蒸汽喷射器火用效... 对蒸汽喷射器的工作过程进行了深入分析 ,从热力学参数的角度出发 ,建立了蒸汽喷射器喷射系数计算的理想模型、动量守恒模型及动能守恒模型 .采用IAPWS IF97公式计算蒸汽热力参数 ,对喷嘴、混合段及扩散段的效率对单级蒸汽喷射器火用效率的影响作了分析 .结果表明 ,动量守恒模型虽在数学上与理想模型有一定的差异 ,但若采用适当的效率系数可以取得与经验数据满意的一致性 ;而动能守恒模型虽然当所有效率等于 1时能与理想模型相一致 ,却很难找到一组系数使之与经验值相吻合 .实际中 ,采用动量守恒模型计算喷射系数及压缩压力 ,动能守恒模型分析喷射器的火用效率能取得令人满意的效果 . 展开更多
关键词 蒸汽喷射器 热力学模型 喷射系数 (火用)效率
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多道间断焊T型接头的数值模拟 被引量：31
2
作者 薛小龙 桑芝富 朱加贵 《压力容器》 2004年第11期27-31,共5页
不停输带压开孔操作的关键在于在线焊接 ,由于作业时不停止介质的传输 ,管道设备内部介质的压力、温度等特性会影响操作的安全性。在有内部介质流动的设备上进行在线焊接 ,局部高温是引起烧穿的主要原因 ,本文将间断焊技术引入在线焊接 ... 不停输带压开孔操作的关键在于在线焊接 ,由于作业时不停止介质的传输 ,管道设备内部介质的压力、温度等特性会影响操作的安全性。在有内部介质流动的设备上进行在线焊接 ,局部高温是引起烧穿的主要原因 ,本文将间断焊技术引入在线焊接 ,对其温度场和应力场进行了数值模拟 ,结果表明 ,采用间断焊可以有效降低焊接时的温度 ,而且残余应力数值与连续焊相当。 展开更多
关键词 间断焊 T型接头 温度场 应力场 数值模拟
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蒸汽喷射式热泵变工况性能分析 被引量：18
3
作者 徐海涛 桑芝富 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期395-398,共4页
采用数值模拟的方法对低压蒸汽增压利用系统中的蒸汽喷射式热泵在非设计工况下的操作性能进行研究,计算并分析了工作蒸汽压力和温度、引射流体压力及混合流体压力等热力参数对热泵操作性能的影响。数值结果表明:当混合流体的压力低于一... 采用数值模拟的方法对低压蒸汽增压利用系统中的蒸汽喷射式热泵在非设计工况下的操作性能进行研究,计算并分析了工作蒸汽压力和温度、引射流体压力及混合流体压力等热力参数对热泵操作性能的影响。数值结果表明:当混合流体的压力低于一定的数值时,喷射系数维持一定值;而热泵对引射流体压力的变化极为敏感,引射压力的微小变化可能导致热泵操作性能的急剧下降;提高工作蒸汽的压力并不一定能改善喷射泵的工作性能,这是因为提高工作蒸汽压力会增加额外的蒸汽量所致;喷射系数随工作蒸汽温度的升高而略有增大,并近似呈线性率。 展开更多
关键词 蒸汽喷射式热泵 数值模拟 喷射器 变工况性能 热力参数
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螺旋折流板换热器壳程流体流动的数值模拟 被引量：23
4
作者 张少维 桑芝富 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第2期81-84,共4页
在对螺旋折流板管壳式换热器结构和操作条件进行简化的基础上,采用计算流体动力学分析方法建立数学模型,并利用CFD分析软件FLUENT模拟换热器壳程流动特性,得到了换热器壳程流场分布的直观信息。对流体传热特性做了初步探讨,并比较了弓... 在对螺旋折流板管壳式换热器结构和操作条件进行简化的基础上,采用计算流体动力学分析方法建立数学模型,并利用CFD分析软件FLUENT模拟换热器壳程流动特性,得到了换热器壳程流场分布的直观信息。对流体传热特性做了初步探讨,并比较了弓形折流板换热器和螺旋折流板换热器的流动特性,为这种换热器结构的优化和产品的研究开发提供一定的依据。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 壳程流动 数值模拟 CFD分析 流体动力学 传热特性
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结构和操作参数对螺旋折流板换热器性能影响 被引量：26
5
作者 张少维 桑芝富 《石油化工设备》 CAS 2004年第3期17-20,共4页
运用CFD数值模拟的方法对比了操作参数相同时弓形折流板换热器和螺旋折流板换热器工作性能特点 ,研究了螺旋折流板换热器壳程压力损失和螺旋角的关系。结果表明 ,螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器壳程压力损失随流量的增大而增加 ,... 运用CFD数值模拟的方法对比了操作参数相同时弓形折流板换热器和螺旋折流板换热器工作性能特点 ,研究了螺旋折流板换热器壳程压力损失和螺旋角的关系。结果表明 ,螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器壳程压力损失随流量的增大而增加 ,二者之间的差距呈上升趋势。同时 ,随着螺旋角的增大 ,螺旋折流板换热器的壳程压力损失呈下降趋势。 展开更多
关键词 换热器 螺旋折流板 弓形折流板 数值模拟 性能
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蒸汽喷射真空泵性能的CFD模拟研究 被引量：26
6
作者 徐海涛 桑芝富 +2 位作者 顾斌 柴宁 徐卫东 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期22-29,共8页
采用有限体积法离散控制方程,标准 k-ε湍流模型,近壁面处使用壁面函数修正的方法对蒸汽喷射真空泵的超音速混合过程进行数值模拟。计算并分析了第二喉管与工作蒸汽喷嘴喉管面积比、喷嘴出口截面与混合段入口截面间的距离及混合段的锥... 采用有限体积法离散控制方程,标准 k-ε湍流模型,近壁面处使用壁面函数修正的方法对蒸汽喷射真空泵的超音速混合过程进行数值模拟。计算并分析了第二喉管与工作蒸汽喷嘴喉管面积比、喷嘴出口截面与混合段入口截面间的距离及混合段的锥度等结构参数及工作蒸汽的压力和温度、引射流体及混合流体压力等热力参数对真空泵操作性能的影响。数值计算结果表明,几何参数的改变极大地影响着波系结构,在一定的设计工况下,总存在一个最佳的面积比及一个最优的相对位置对应于最大的喷射系数,其在物理上的表现形式为通过工作蒸汽喷嘴所产生的激波系刚好能够通过第二喉管。混合段的锥度在一定范围内对真空泵的性能无显著影响,等压混合理论较等面积混合理论具更优的操作性能。根据喷射泵内的物理现象及喷射系数的变化规律将蒸汽喷射真空泵的操作状态分为临界状态、亚临界状态和回流状态三类,同时指出临界点为最佳工作点。 展开更多
关键词 蒸汽喷射真空泵 计算流体动力学(CFD):喷射器:激波 结构参数 热力参数 操作性能
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液压胀管数值模拟 被引量：23
7
作者 王海峰 桑芝富 石庭瑞 《石油化工设备》 CAS 2001年第3期10-13,共4页
对液压胀管的计算方法进行了回顾 ,介绍了 ANSYS在胀管分析中的应用 。
关键词 液压胀管 CAE 胀接 管壳式换热器 胀管过程 拉脱试验 数值模拟 ANSYS
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螺旋扭曲扁管换热器传热与流阻性能试验研究 被引量：25
8
作者 张杏祥 魏国红 桑芝富 《化学工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期17-20,25,共5页
对4种不同结构的螺旋扭曲扁管换热器的管程和壳程传热与流阻性能进行了试验研究,并和采用圆管作为换热管的弓形折流板换热器进行了比较,根据试验数据回归出反映螺旋扭曲扁管换热器管程和壳程传热与流阻特性的关联式。研究结果表明,螺旋... 对4种不同结构的螺旋扭曲扁管换热器的管程和壳程传热与流阻性能进行了试验研究,并和采用圆管作为换热管的弓形折流板换热器进行了比较,根据试验数据回归出反映螺旋扭曲扁管换热器管程和壳程传热与流阻特性的关联式。研究结果表明,螺旋扭曲扁管换热器管程与壳程都有较好的强化传热性能,螺旋扭曲扁管的几何尺寸和流体Re对其管、壳程传热与流阻性能有重要影响。 展开更多
关键词 换热器 螺旋扭曲扁管 试验 强化传热
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T形焊接接头的三维有限元模拟 被引量：19
9
作者 薛小龙 王志亮 +1 位作者 桑芝富 蒲淼 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期811-815,共5页
应用ABAQUS软件,对多道焊T形接头的温度场和应力场进行了数值模拟。选用三维实体单元,考虑了材料物理性能随温度和相变的影响,采用内部热生成和振幅曲线的加载方法模拟焊接热源的移动,运用单元生死技术模拟多道焊过程。获得了焊接温度... 应用ABAQUS软件,对多道焊T形接头的温度场和应力场进行了数值模拟。选用三维实体单元,考虑了材料物理性能随温度和相变的影响,采用内部热生成和振幅曲线的加载方法模拟焊接热源的移动,运用单元生死技术模拟多道焊过程。获得了焊接温度场和应力场的动态变化过程,对计算结果进行了分析。 展开更多
关键词 T形接头 单元生死 温度场 应力场 数值模拟
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侧进式搅拌器三维流场的数值模拟 被引量：21
10
作者 方键 桑芝富 杨全保 《石油机械》 北大核心 2009年第1期30-34,共5页
现有的侧进式搅拌器设计大都依赖运行经验的积累,精度较差。为此,采用流体力学软件Fluent对具有4台侧进式搅拌器的搅拌槽内流场进行了三维模拟,计算了不同雷诺数下此类搅拌器的功率准数,并得到了功率曲线。采用有限体积法对计算域离散化... 现有的侧进式搅拌器设计大都依赖运行经验的积累,精度较差。为此,采用流体力学软件Fluent对具有4台侧进式搅拌器的搅拌槽内流场进行了三维模拟,计算了不同雷诺数下此类搅拌器的功率准数,并得到了功率曲线。采用有限体积法对计算域离散化,在每个网格单元内求解质量守恒方程和动量守恒方程。模拟结果表明,侧近式搅拌器的功率准数在不同的流动区域随雷诺数Re改变而变化的趋势不同,在湍流区NP值保持在0.54左右,在过渡流区域,采用层流与湍流2种方法计算的结果相差不大;搅拌槽内流体流速仅在槽下4个桨叶区附近较大,槽体中部与上部流体流速均较小;流速值小于0.4m/s的区域体积约占槽体总体积的80%。 展开更多
关键词 侧进式搅拌器 内流场 功率准数 数值模拟
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扭曲扁管管内流动与传热的三维数值研究 被引量：20
11
作者 张杏祥 桑芝富 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2005年第4期71-75,共5页
利用计算流体力学和数值传热学的方法,对扭曲扁管三维模型的流动与传热性能进行了数值模拟计算和理论分析,研究了管内流体的Re,Pr以及管子几何尺寸对其流动与传热性能的影响,结果表明,扭曲扁管具有较好的强化传热效果,在管内流体具有高P... 利用计算流体力学和数值传热学的方法,对扭曲扁管三维模型的流动与传热性能进行了数值模拟计算和理论分析,研究了管内流体的Re,Pr以及管子几何尺寸对其流动与传热性能的影响,结果表明,扭曲扁管具有较好的强化传热效果,在管内流体具有高Pr低Re数的条件下,其强化传热效果尤为明显。根据数值计算的结果数据,拟合出了努塞德数和阻力系数的准则公式,对扭曲扁管工程实际应用具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 换热器 扭曲扁管 强化传热 数值模拟
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影响胀接结构可靠性的几个因素 被引量：18
12
作者 朱跃钊 蒋金柱 桑芝富 《压力容器》 北大核心 2005年第1期12-15,52,共5页
运用弹塑性理论对换热器 (锅炉 )管子与管板胀接接头的胀接机理进行了较深入的探讨 ,对影响胀接接头连接可靠性的几个因素 ,从理论上作了分析并进行了实验验证 ,对目前的现行规范提出了修改意见 ,建议胀接连接方式可以扩大使用范围 ,并... 运用弹塑性理论对换热器 (锅炉 )管子与管板胀接接头的胀接机理进行了较深入的探讨 ,对影响胀接接头连接可靠性的几个因素 ,从理论上作了分析并进行了实验验证 ,对目前的现行规范提出了修改意见 ,建议胀接连接方式可以扩大使用范围 ,并可改善换热设备的设计条件。 展开更多
关键词 胀接接头 胀接强度 锅炉 换热器
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新型喷嘴结构下蒸汽喷射式热泵性能的数值研究 被引量：12
13
作者 张少维 徐海涛 桑芝富 《热能动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期506-509,共4页
运用CFD数值模拟方法对比研究了普通喷嘴和新型喷嘴结构对蒸汽喷射式热泵操作性能的影响,并分析了整流管长度和喷射系数之间的变化关系。结果表明,在相同的操作条件下,整流喷嘴结构能有效地提高喷射器的喷射系数。同时存在一最佳整流管... 运用CFD数值模拟方法对比研究了普通喷嘴和新型喷嘴结构对蒸汽喷射式热泵操作性能的影响,并分析了整流管长度和喷射系数之间的变化关系。结果表明,在相同的操作条件下,整流喷嘴结构能有效地提高喷射器的喷射系数。同时存在一最佳整流管长度,对应于最大喷射系数。这种喷嘴结构能有效改善由于工作流体压力降低而造成的设备操作性能恶化,提高蒸汽喷射泵运行的稳定性。 展开更多
关键词 喷射泵 喷嘴 喷射系数 数值模拟
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大开孔内压容器塑性极限载荷的有限元分析 被引量：13
14
作者 桑芝富 薛丽萍 林杨杰 《南京化工大学学报》 1999年第5期14-21,共8页
具有大开孔（ｄ ／ Ｄ≥０．５）的圆柱壳是压力容器及管道连接中最常用的结构之一。采用非线性有限元法对这种结构进行了弹塑性分析，确定了孔边的应力集中系数，初始屈服的载荷及位置，塑性区扩展的规律，结构的变形等。最后通过结... 具有大开孔（ｄ ／ Ｄ≥０．５）的圆柱壳是压力容器及管道连接中最常用的结构之一。采用非线性有限元法对这种结构进行了弹塑性分析，确定了孔边的应力集中系数，初始屈服的载荷及位置，塑性区扩展的规律，结构的变形等。最后通过结构上最大塑性变形点的载荷应变曲线，确定了其极限载荷值。同时对采用小变形和大变形理论的分析结果作了比较，结果表明，对于求解极限载荷而言，采用小变形理论亦可获得较精确的结果。 展开更多
关键词 压力容器 管道 极限载荷 有限元法 化工设备
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结构参数对蒸汽喷射压缩器性能的影响 被引量：13
15
作者 徐海涛 桑芝富 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2003年第3期28-33,共6页
采用有限体积法离散控制方程,标准k ε湍流模型,近壁面处使用壁面函数修正的方法对蒸汽喷射压缩器的超音速混合过程进行数值模拟。计算并分析了第二喉管与工作蒸汽喷嘴喉管面积比、喷嘴出口截面与混合段入口截面间的距离等几何参数对喷... 采用有限体积法离散控制方程,标准k ε湍流模型,近壁面处使用壁面函数修正的方法对蒸汽喷射压缩器的超音速混合过程进行数值模拟。计算并分析了第二喉管与工作蒸汽喷嘴喉管面积比、喷嘴出口截面与混合段入口截面间的距离等几何参数对喷射器操作性能的影响。数值结果表明,喉管面积比及喷嘴位置的改变极大地影响着波系结构,在一定的设计工况下,总存在一个最佳的面积比及一个最佳的距离对应于最大的喷射系数,并给出了最佳几何参数下的主要物理特征。 展开更多
关键词 结构参数 蒸汽喷射压缩器 真空获得设备 有限体积法 超音速混合过程 数值模拟 操作性能 壁面函数修正法 离散控制方程
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折流板间距对换热器性能影响的数值研究 被引量：13
16
作者 张少维 周荣兰 桑芝富 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2005年第3期65-68,共4页
采用CFD数值模拟方法,研究了简化模型下弓形折流板和螺旋折流板换热器,对应于不同间距/螺距时,流动参量的变化对换热器整体流动与传热性能的影响。结果表明,两种结构对应的壳程压力损失和换热系数均随壳程流量的增加而增大,而螺旋折流... 采用CFD数值模拟方法,研究了简化模型下弓形折流板和螺旋折流板换热器,对应于不同间距/螺距时,流动参量的变化对换热器整体流动与传热性能的影响。结果表明,两种结构对应的壳程压力损失和换热系数均随壳程流量的增加而增大,而螺旋折流板结构单位压降下换热系数大于弓形折流板,并且其性能受折流板螺距变化的影响较小,体现了螺旋折流板结构的优越性。计算结果与现有实验结论吻合较好。 展开更多
关键词 换热器 螺旋折流板 弓形折流板 数值模拟
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螺旋扭扁管强化传热与阻力性能的模拟分析 被引量：13
17
作者 张杏祥 桑芝富 《化工机械》 CAS 2006年第1期24-29,共6页
运用数值模拟的方法对螺旋扭扁管的传热与阻力性能进行了分析与研究,并与普通椭圆直管相比较,研究了管内流体的Re、Pr以及管子几何尺寸对其管内传热与流动性能的影响。结果表明,螺旋扭扁管是一种较好的强化传热元件,尤其对具有高Pr数的... 运用数值模拟的方法对螺旋扭扁管的传热与阻力性能进行了分析与研究,并与普通椭圆直管相比较,研究了管内流体的Re、Pr以及管子几何尺寸对其管内传热与流动性能的影响。结果表明,螺旋扭扁管是一种较好的强化传热元件,尤其对具有高Pr数的大粘度流体在低Re数的层流或过渡流时具有较好的强化传热效果。根据数值模拟的结果,利用多元线性回归的方法给出了努塞尔数Nu和阻力系数f的准则公式。 展开更多
关键词 螺旋扭扁管 传热特性 流阻特性 数值模拟
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1/4椭圆螺旋折流板换热器性能的数值模拟 被引量：14
18
作者 王晨 桑芝富 《过程工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期425-431,共7页
运用大型CFD分析软件FLUENT在简化模型的基础上进行数值模拟,对比分析了1/4椭圆螺旋折流板换热器壳程的传热及阻力性能随螺旋角度变化的规律.结果表明,在相同的操作条件下,1/4椭圆螺旋折流板换热器的传热及壳程阻力性能都随着螺旋角度... 运用大型CFD分析软件FLUENT在简化模型的基础上进行数值模拟,对比分析了1/4椭圆螺旋折流板换热器壳程的传热及阻力性能随螺旋角度变化的规律.结果表明,在相同的操作条件下,1/4椭圆螺旋折流板换热器的传热及壳程阻力性能都随着螺旋角度的增大而减小,其中以螺旋角度为35o的综合传热性能最好.此外,在相同的螺旋角下,1/4椭圆螺旋折流板换热器的综合性能优于1/4扇形螺旋折流板以及普通弓形折流板换热器. 展开更多
关键词 换热器 螺旋折流板 传热系数 压力损失 数值模拟
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接管外载荷作用下补强圈结构的应力分析 被引量：13
19
作者 桑芝富 李磊 钱惠林 《压力容器》 1997年第3期38-43,共6页
本文对接管外载荷在具有补强圈补强的圆筒压力容器中引起的局部应力进行了试验研究及有限元分析。三台具有不同d／D比的模型容器的研究结果表明，无论在接管轴向推力还是在接管纵向弯矩及横向弯矩的作用下，补强圈的补强效果是明显的。... 本文对接管外载荷在具有补强圈补强的圆筒压力容器中引起的局部应力进行了试验研究及有限元分析。三台具有不同d／D比的模型容器的研究结果表明，无论在接管轴向推力还是在接管纵向弯矩及横向弯矩的作用下，补强圈的补强效果是明显的。它使接管区容器上的应力明显降低。研究结果同时表明，由接管横向弯矩在容器横向截面内产生的应力比同样大小的接管纵向弯矩在容器纵向截面内产生的应力大得多。 展开更多
关键词 压力容器 开孔补强 接管外载荷 应力分析
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采用新型喷嘴结构的蒸汽喷射器性能 被引量：11
20
作者 祝金丹 张少维 桑芝富 《石油化工设备》 CAS 2006年第1期15-18,共4页
运用CFD数值模拟方法对比研究了不同操作条件下整流喷嘴和普通喷嘴蒸汽喷射器的性能特点。结果表明,在不同混合流体压力和引射流体压力的作用下,应用整流喷嘴能够提高喷射器的喷射系数,进而提高喷射器整体操作性能,特别是在低引射流体... 运用CFD数值模拟方法对比研究了不同操作条件下整流喷嘴和普通喷嘴蒸汽喷射器的性能特点。结果表明,在不同混合流体压力和引射流体压力的作用下,应用整流喷嘴能够提高喷射器的喷射系数,进而提高喷射器整体操作性能,特别是在低引射流体压力条件下,整流喷嘴较普通喷嘴仍能保持高的喷射系数,体现了这一新型喷嘴结构的优越性。 展开更多
关键词 喷射器 喷嘴 喷射系数 数值模拟
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