单面加热方管混合对流换热特性实验研究

本文对单壁面加热水平方管通道内混合对流换热进行了实验研究,其中加热面分别为底面、侧面、顶面,Re=1514～3028,Gr~*=2.06×10~6～8.22×10~6;通过对加热面温度进行曲线拟合减小壁面温度测量误差,得到考虑轴向导热的局部Nusselt数的变化规律。实验结果表明侧面加热和底面加热时,局部Nusselt数要明显高于顶面加热的情况;局部Nusselt数在管道前段受Re的影响较大,在后段受Gr~*的影响较大。     

上游边界层对向上散热的水平热板自然对流换热影响的研究

论文对具有上游边界层场合的水平加热表面向上对流换热的自然对流进行了实验研究,采用全息干涉法测定温度场,对侧壁高度为50,100,150毫米三种情况进行了实验测定,发现其边缘效应与无侧壁时的水平板情况不同,在6×10~3相似文献   

非等温竖壁的自然对流与辐的复合换热

采用数值计算与差分干涉方法,对非等温竖壁的自然对流与辐射的复合换热进行了理论和实验研究,由于冷凝器水平排管的影响,竖壁温度沿高度产生周期性变化;局部对流换热系数呈起伏振荡和下降分布,水平排管的间距对局部对流换热系数有明显的影响,辐射换热的存在使得竖壁平均温度降低;在Ra=2.5×10~7-5.0×10~8,s/d=6-16范围内,辐射换热量的份额随Gr数的增大而有所增加,给出了计算非等温竖壁平均换热系数的准则关系式,为设计该类冰箱背壁散热提供了依据。     

90°弯道内紊流的试验研究

一、试验设备及方法 本文应用LDV测量了弯曲度R_c/D=1.69矩形弯道内的紊流。来流属于正在发展的紊流区流动,弯道的简图示于图1。流动介质为空气,入口平均流速U_a=22.8(m/s),雷诺数为5.6×10~4,Dean数为2.9×10~4,各个截面均以Z~*=0为对称面。经过校核试验,数据的对称性甚好,因此只测量半个截面。对大部分截     

三维半封闭空间自然对流的流动与换热研究

本文用SIMPLER法,对三维半封闭空腔内的自然对流问题进行了数值求解,从而揭示了这种空腔内自然对流的流型和传热机理。在此基础上进一步给出了太阳能集热管内的换热准则关系式,计算参数范围:Gr=4.14×10~3—4.14×10~7,Pr=0.7—7.0,L/D=4—30。为验证数学模型的准确性,相应地实测了集热管内的温度分布,实测结果与数值计算结果非常吻合。     

水平空气层自然对流换热的分岔和振荡

本文用SIMPLE算法对底部加热的水平空气层的自然对流换热进行了数值计算,研究了这种空气层的流动与换热数值解的振荡和分岔问题。结果表明,对流与换热存在分岔情况。分岔存在一个临界Ra。分岔的临界值与Pr相关,随着Pr的增大,其相应的临界Ra也增大。但当Ra取到5×10~6,这种空气层的对流和换热没有发生振荡。     

垂直矩形通道内混合对流的实验研究

通过实验研究了内置均匀加热板的垂直矩形通道入口段混合对流换热的温度场和阻力特性。实验分别针对同向流动和反向流动两种情况进行了研究,其中Re=329-5565,Gr=9．7×105-7．7×106。通过实验得到了矩形通道内混和对流换热的总体平均Nusselt数和压力损失的变化规律。实验表明固体壁面的导热对总体换热具有非常重要的作用。平均Nusselt数随Re的增加而增加; Re<1000时反向流动的Nusselt数大于同向流动时Nusselt数,Re>1800时二者相差很小。压力损失与Re近似为乘幂关系,且随热流密度变化很小。     

基于LBM的部分热活跃边界下多孔腔体内自然对流换热

采用Boltzmann方法模拟部分热活跃边界下的多孔腔体内自然对流,探讨不同热边界布置方案、孔隙度、Da数及Ra数对其流动传热的影响.数值计算表明：Da=10^-4时,腔体内中央出现一个循环流模式,只在Ra数很大时孔隙度才对传热有影响; Da=10^-2时,腔体内出现两个循环流,在Ra数很小时孔隙度对传热产生强烈的的影响.热活跃边界位置影响腔体内流体对流传热的强度,加热边界布置在底部、而冷却边界布置在顶部（Bottom-Top布置方式）,对多孔腔体内对流传热最有利,优于全热边界布置方式的传热效果.     

水平方管层流混合对流的三维数值模拟

本文建立了水平矩形通道三维层流混合对流的数学模型,提出了壁面导热与流动耦合的简化计算方法,采用SIMPLER算法对其流动和换热过程进行了数值模拟.计算结果表明由于浮升力的作用使水平通道内出现二次流现象,加热面的上下顶端周向导热热流密度存在极大值,下底面的局部Nusselt数最大,上底面最小.混合对流:平均Nusselt数随 Re和Gr*的增大而增大;但当Re较大时,平均Nusselt数随Gr*变化而近似不变.     

等离子体焦点装置的扫描摄影

在等离子体焦点装置中,需要观测和研究等离子体发展的各个阶段,即等离子体鞘的形成、加速、聚焦和崩溃过程。应用CP—6型转镜式高速扫描相机拍摄的扫描照片。显示了等离子体各阶段的运动图象。测得等离子体鞘形成阶段的反箍缩速度为6.5×10~6cm/s;加速阶段其平均速度为8.9×10~6cm/s;聚焦阶段其箍缩速为1.35×10~7cm/s崩溃阶段其速度为1.84×10~7cm/s。     

在等离子体中镁离子谱线MgⅡλ4481的宽度和位移

本工作测量了MgIIλ4481(3~2D—4~2F)在电子数密度为7×10~(16)—3.1×10~(17)电子数/cm~3范围内的谱线轮廓和位移。采用振荡型电容放电作为光谱光源。在光源中引入水汽,由测量H_β谱线宽度来定电子数密度。观测结果指出,H_β的实验轮廓和Griem-Kolb-Shen的计算结果符合颇好。实验发现MgIIλ4481谱线向紫方位移,并正比于微观电场的平方;由此定出一个经验上的二级斯塔克效应常数C_4=5.0×10~(-14)cm~4/sec。该谱线的轮廓宽度和标准微观电场之间也有平方正比的关系。发现在本实验条件范围内,宽度和位移的比值γ/△ 保持为常数,其值为γ/△=10.4±0.6。 由于谱项4~2D的二级斯塔克效应的干扰而产生上能级4~2F位移的理论计算虽能说明谱线位移和微观电场间的平方正比关系,但数值偏小于实验结果,指出还有电子贡献的部分。把光谱线的宽度和Lindholm理论公式及Griem等的近似公式作了比较;简单的估计指出,实验结果和后者符合较好。     

超临界压力下碳氢燃料在竖直圆管内对流换热实验研究

采用超临界压力碳氢燃料作为冷却剂的再生冷却技术是超声速燃烧冲压发动机的一种重要热防护技术。本文以工程碳氢燃料为工质,在内径2 mm的竖直圆管内进行了不同流向、流量、压力、热流密度条件下的对流换热实验研究。结果表明,在较高进口Re数条件下,相同热流密度时,向上流动和向下流动工况的壁温分布没有明显差别;在较低进口Re条件下,向上流动工况的局部壁温远高于对应向下流动工况,发生传热恶化。研究表明该碳氢燃料的临界Bo*数判据为3×10~(-7)。拟合得到适用于该碳氢燃料的对流换热关联式。     

封闭圆内开缝圆自然对流换热的振荡特性

本文通过数值计算探讨了封闭圆内开缝圆自然对流换热的振荡特性。数值计算以整个圆为计算区域,采用了非稳态的数学模型和具有QUICK差分格式的SIMPLE算法。在相同条件下计算结果和实验结果符合很好。数值结果显示, 当几何结构一定时,Rayleigh数Ra小于某个临界值时,流动和换热处于稳态,并且关于垂直中心线对称;Ra大于这个临界值时,流动和换热是振荡的,非对称的。数值实验还表明,流动和换热出现振荡时的临界Rayleigh数Rac与开缝圆的开缝度有关,且流动和换热的振荡会出现对称振荡和非对称振荡两种情形。     

用于计算全息的激光扫描系统

本文报导了用激光扫描系统直接绘制计算全息滤波器的研制情况及初步实验结果。该系统采用Burckhardt编码方式能直接绘制出约为10×10mm~2的计算全息图,每一采样孔为10×20μ~2,全息图的空间带宽积可达1024×512,每一采样元有7bit灰阶,总信息容量为6×10~7,绘制时间为17分钟.     

倾斜同心套管内湿饱和多孔介质中的稳态自然对流

本文报道三维稳态、Dirichlet和Neumann两种边值条件下倾斜环形湿饱和多孔介质中自然对流的数值计算和实验检验的结果。计算范围为:瑞利数Ra≤10,半径比R_0为1—10,形状比A为1—15,倾角φ从0°到90°。计算表明,存在着不影响传热的“临界形状比”新的发现。计算的径向温度分布和(?)与相应工况的实验数据很好符合。     

水平圆环形湿饱和多孔柱体中的自然对流

本文报道二维暂态、Dirichlet和Neumann两种边值条件下水平环形湿饱和多孔柱体中自然对流的数值计算和实验检验。计算范围:瑞利数Ra≤10~3;半径比R_o(=r_o/r_i)为1—10。着重讨论流场、温度场及Nu随时间变化的规律。计算的径向温度分布和(?)与相应工况的实验数据吻合良好。     

计算流动显示技术(CFI)在自然对流流场测量中的应用

计算流动显示(CFI)技术通过利用仿真光测实验中光束的运动规律与光学干涉测量方法的数学模型,并根据计算流体动力学(CFD)的结果,获得仿真的光学干涉图像。本文通过计算机模拟数字散斑干涉中激光光束的运动规律得到了封闭方腔中空气自然对流的CFI光学图像,并将此仿真光学图像与实验得到的图像进行对比,指导实验的进行和自然对流中测试参数的计算。     

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。     

显影终点的观察

在使用发射光谱方法测定微量金时,常常会出现这样的情况:用Au267.6nm线和用Au312.2nm线计算的结果不一样,例如,综-1号样,用267.6nm线计算的结果是2.7×10~(-9),而用312.2nm线计算的结果是3.4×10~(-9);综-2号样,用267.6nm线计算的结果是74×10~(-9),而用312.2nm线计算的结果则是63×10~(-9)。也就是说,在较低浓度时,用267.6nm线计算的结果偏低,用312.2nm线计算结果偏高;而在较高浓度时,用267.6nm线计算的结果偏高,用312.2nm线计算的结果偏低。如图1所示,与显影最佳谱板的黑度比较可知,这种情况属于显影不足。     

湍流热对流近底板流态与温度边界层特性

本文采用湍流热对流的并行直接数值模拟(PDM-DNS),计算了系列Ra数的二维方腔和三维扁方腔的Rayleigh-Bénard热对流.针对平均场计算结果,选取Ra=10~9,10~(10),5×10~(10),讨论了二维方腔和展向平均三维扁方腔热对流流动特性.发现二维方腔和三维扁方腔流动中都存在大尺度环流和角涡,而且随着Ra数的增加,大尺度环流的形状变圆,角涡尺寸变小.在二维方腔流动中,大尺度环流呈椭圆形,有四个角涡,而展向平均三维扁方腔流动中,大尺度环流呈梭形,只有两个角涡.由于角涡特性的不同,二维方腔流动中羽流向上运动的范围比展向平均三维扁方腔流动更广,造成二维流动局部区域温度分布高温层厚度变大.温度边界层厚度λ_θ与Ra数之间存在标度关系,二维方腔和三维扁方腔热对流温度边界层变化的标度指数基本一致,标度关系的系数稍有不同.