水流经垂直多孔介质同心套管的传热实验研究

本文报道了水向上流经垂直多孔介质同心套管混合对流的传热实验装置和进口段对流换热的实验结果.内装多孔介质的同心套管内热边界层的发展不同于空同心套管,多孔介质对流动的“扰动”明显地影响传热,在热边界层发展段的自然对流影响较大,且随着热边界层的发展其影响逐渐减小.     

气—液—固三相流载气蒸发传热研究

本文在一由垂直设置的紫铜电加热棒与一玻璃套管构成的同心环隙内,对气—液—固三相流载气蒸发传热进行了实验研究.考察了载气进口速度,固体颗粒性质,热负荷等因素对传热的影响.结果表明:引入载气与固体颗粒,对环隙内对流沸腾传热均有显著强化作用,并使物料在加热壁面上的过热度明显下降.本文还分析了其传热强化的机理,并获得了计算传热膜系数的关联式.     

异形腔体内部自然对流的有限元分析

一、前言 自然界与工程技术中经常遇到空腔内部的自然对流问题,文献[1]和[2]中曾计算了正方形域问题,但对异形空腔内自然对流的研究仍很少见。文献[3]指出,对梯形空腔内自然对流的研究,无论是实验还是数值计算都很少做过,而这种物理现象在工程问题中有重要作用。     

复合肋套管导热和对流耦合换热的数值模拟

在层流范围内,数值模拟了带均布纵肋同心套管内的三维导热和对流耦合换热。结果表明间壁温度沿管长变化 较大且分布呈非线性变化;在通道人口流体内部温度和速度分布呈现层流附面层特征,换热的入口段比例随Re增大而加 大,入口段换热的Nu也随Re增大而加大;换热的Nu随管长增加趋于不变。     

三维紧致修正方法和圆筒内自然对流数值模拟

本文发展了差分法求解流动与换热问题的三维非均分网格7点紧致格式,并利用延迟修正方法将其与SIMPLE算法相结合形成了一种三维紧致修正方法。利用所发展的紧致修正方法对圆筒内同心开缝圆筒的三维自然对流与换热问题进行了数值模拟,所获得的数值结果与实验结果一致。采用Richardson方法证实所发展的三维紧致修正方法大约具有4阶精度。进一步的数值计算表明,在特征参数Ra数大于一定值时,由圆筒内同心开缝圆筒的三维自然对流问题简化的二维模型数值结果与实验结果逐渐加大,用三维模型才能得到比较可靠的结果。     

局部内热源和外部加热同时作用时部分开口空腔内自然对流的数值研究

具有内热源的空腔内的自然对流广泛地存在于核反应堆设计,建筑物火灾及电子器件冷却等领域,近年来已受到研究者的重视。文献[1,2]对均匀分布内热源和外部加热引起的封闭空腔内的自然对流进行了数值分析与试验。作者曾对局部内热源和外部加热同时作用引起的封闭空腔内的层流自然对流进行了系统的研究,并对单独由外部加热时部分开口空腔内的自然对流进行了数值计算。 本文则首次研究单个局部内热源和外部     

同心筒热发射非线性热传导研究

针对同心筒自力发射过程中发射装置及适配器耐温性能问题,研究了适配器安装区域发射筒内外筒壁面温度场的分布规律;采用同心套管一维非线性热传导模型,应用基尔霍夫变换对控制方程及边界条件进行线性化;以经过试验验证的发射筒内燃气流场计算结果为基础,编程求解了发射筒的瞬态温度场,揭示了同心筒内外筒壁温度场的变化规律。研究结果为同心筒自力发射装置热响应特性和聚氨酯减震垫热力学特性研究提供热载荷边界条件和理论依据。     

非保守力与自然对流

为研究自然对流流动和换热的实质,对重力场中自然对流的驱动力进行了进一步分析,提出了自然对流产生的充分必要条件。以二维封闭方腔内空气自然对流为对象,分别对三种不同的自然对流形式进行了数值模拟。结果表明:只要流体所受体积力为非保守力,即可产生自然对流。这为自然对流的控制提供了一定的理论依据。     

竖直多孔介质同心套管内混合对流的研究

在简要综述研究现状的基础上，本文通过量级分析导出了影响竖直多孔介质同心套管内混合对流的无量纲参数，提出厂简化混合对流为受迫对流的判据，分析计算了非达西效应的影响，并与实验研究的结果进行了对比。／ＲｅｐａｎｄＨ／ｄｐ，ｗｈｉｃｈｇｏｖｅｒｎｔｈｅｍｉｘｅｄｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎｉｎａｖｅｒｔｉｃａｌａｎｎｕｌｕｓｆｉｌｌｅｄｗｉｔｈｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａ，ａｒｅｄｅｄｕｃｅｄｔｈｒｏｕｇｈｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄｔｈｅｃｒｉｔｅｒｉａｆｏｒｍｉｘｅｄｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎｉｓｅｓｔａｂｉｌｉｓｈｅｄｔｈｅｒｅｂｙ．Ｔｈｅｍｉｘｅｄｃａｌｃｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｎｏｎ－Ｄａｒｃｙｅｆｆｅｃｔｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓａｇｒｅｅｗｅｌｌｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａ；ｍｉｘｅｄｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ     

自然循环加热段内摩擦阻力及对流传热的实验研究

以常压去离子水为工质,对自然循环工况下上升加热段内单相水的摩擦阻力及对流传热特性进行了实验研究.结果表明,自然循环工况下加热段内由浮升力引起的自由流动对摩擦阻力及对流传热特性有重要影响,自然循环与强制循环二种工况下加热段内的摩阻系数及对流换热系数存在明显差别;并且,自然循环工况下加热段内的摩擦阻力存在滞后现象.通过实验提出了计算自然循环工况下加热段内单相水的摩阻系数及对流换热系数的经验关系式.     

方腔内竖直板混合对流换热的数值模拟

对方腔内竖直板的层流混合对流换热进行了数值模拟.结果表明,竖直板处于水平方向两个不同位置时,竖直板背风面的混合对流换热量大于纯自然对流换热量.送风口高度比取0.667、0.767时,竖直板背风面的混合对流换热量大于纯自然对流换热量.当送风口高度比为0.167～0.467、0.767～0.867区间内,流动与换热得到定常解.在送风口高度比大于0.467小于0.767范围内,流动与换热为非定常解.     

高雷莱数条件下竖列管束的自然对流换热

1引言在工业应用中水平圆柱体自然对流散热，特别是二、三根竖列的水平圆柱体的自然对流散热，在许多场合涉及高雷莱数范围。文献研究却显示现有的研究未能提供此范围内的可靠实验数据和计算公式。因此有必要对此进行深入研究。前人对坚列管束的自然对流换热作过研究。1948年Eckert和Soehngen山曾对三根垂直布置的水平管作了研究，发现在相同加热条件下，壁温由顶管至底管减低，其实验管长径比为13，G，D为3人3X10‘。Lieberman和GebhartP］于1969年发表了若干水平竖列金属丝的自然对流换热的实验结果，D二0二127mm，G，D仅10－‘数量…     

自然循环加热段内对流传热特性的实验研究

本文以常压去离子水为工质,对自然循环工况下上升加热段内单相水的对流传热特性进行了实验研究。实验结果表明,自然循环工况下上升加热段内工质的物性变化及由浮升力引起的自由流动对对流传热特性有重要影响。通过分析,提出了计算自然循环工况下上升加热段内单相水的对流换热系数的经验关系式。     

水平圆管通道内热磁对流的实验研究

由于温度分布不均匀而导致磁场中的磁性流体受到非平衡的磁场力作用,而发生流动的现象,称为热磁对流。它是一种由体积力驱动的类似自然对流的流动,可以通过设计合适的磁场来控制热磁对流的强度和方向。本文对水平圆管通道内热磁对流进行了实验研究,测量了通道内及壁面的温度分布,并通过两种不同的方法根据实验测得的温度分布估算了热磁对流的流量和速度的大小。     

流态化固体颗粒对对流沸腾传热的强化

在对流沸腾系统中引入固体颗粒,固体颗粒在液体中呈流态化,从而形成气液固三相对流沸腾过程。对气液固三相流对流沸腾过程的传热特性进行了实验研究,结果表明流态化固体颗粒对液体的对流沸腾传热具有显著的强化作用。基于固体颗粒撞击沸腾气泡时的受力分析,获得了固体颗粒穿透气泡并使气泡破碎的条件,分析了流态化固体颗粒强化沸腾传热的机理。实验结果与理论分析符合良好。     

具有纵向外肋片的水平复合管外表面自然对流换热的数值计算

为了方便而有效地模拟具有纵向外肋片的水平复合管外表面大空间自然对流换热的数值计算时计算区域外边界条件,本文提出一种新的边界条件处理方式。数值实验表明,用该条件计算的具有恒壁温的水平圆柱外表面自然对流换热数值解与文献中的基准解相比,平均Nu数的误差在0.5％以下。本文在极坐标系下,采用固体区与流体区耦合计算原始变量法,模拟计算了具有纵向外肋片的水平复合管外表面在不同肋片高度和肋片数下的自然对流换热量。数值计算表明,管外布置6个对称的肋片时,在肋片相对高度h/r04.0时,对换热最为有利,对应的肋片管平均肋效率为87.92％;而在相同肋片高度下,布置8个对称的肋片时,换热量最大。     

底部加热空气层自然对流的可视化实验研究

本文对底部加热的水平空气层的自然对流换热进行了可视化实验研究,采用实时全息干涉照相技术获得了温度场的激光干涉图及流场的烟可视化图象。实验结果表明,这种水平空气层自然对流换热是非稳态的,并且在空间上是三维的。     

深低温球内伪稳态自然对流换热研究

基于CFD仿真软件FLUENT,建立了封闭球形容腔内氦气关键物性参数随温度变化的深低温自然对流仿真模型。利用该模型对封闭球形容腔内20～100 K温度下不同瑞利数(10~8Ra10~(11))伪稳态自然对流换热进行了数值模拟,得到了速度场分布、温度场分布和努塞尔数(Nu).开展了液氢温区球形封闭容腔内氦气伪稳态自然对流换热试验。通过与试验数据的对比分析,验证了本文所提出的深低温自然对流模型的有效性。利用最小二乘法,获得了深低温球形容腔内氦气自然对流换热准则数方程。     

黑腔冷冻靶传热与自然对流的数值模拟研究

惯性约束聚变的设计要求在靶丸内形成均匀光滑的氘氚冰层, 靶丸周围的热环境对冰层的质量特别是低阶粗糙度有很大的影响. 本文对自主研发的黑腔冷冻靶实验装置中的热物理问题展开了数值模拟, 重点考察了黑腔冷冻靶的传热和流体力学特性. 通过参数分析得到了自然对流对靶丸温度均匀性产生影响的临界条件. 比较了黑腔不同布置朝向时的流场和温度分布, 结果显示黑腔水平布置时自然对流更加强烈, 造成的靶丸温度不均匀性也更大. 在此基础上, 讨论了消除自然对流影响的可能性, 结果发现仅当黑腔垂直布置时利用黑腔分区方法能够消除对流效应对靶丸温度不均匀性的影响而黑腔水平布置时不能消除. 研究结论对于实验中冷冻靶结构的设计、改进和实验的开展等具有指导意义.     

水平磁场对液态金属自然对流的影响

在聚变堆中,由于大温差和强磁场的影响,液态金属自然对流呈现出了不同于常见流体的流动和换热特征。本文基于自主研发的磁流体计算程序,通过三维直接数值模拟,研究了平行于温度梯度的水平磁场对封闭方腔中液态金属流动与传热的影响。分析了不同磁场强度下,方腔内的流动与传热,包括主环流、二次流、温度分布及Nu数分布等,并从机理上解释了磁场的影响。结果表明平行温度梯度的水平磁场对自然对流有抑制作用,磁场越强,抑制越明显,传热效率越低。