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.     

热管型散热器换热性能的实验研究及数值模拟

本文对一种可用于LED组灯源的热管型散热器在大空间自然对流条件下的换热性能进行了实验研究和数值模拟,主要研究了散热器倾斜角度对其换热性能的影响.研究结果表明:散热器的倾斜角度对散热器的换热性能有较大影响,散热器换热性能随倾斜角度的增加先恶化再变好,在倾斜角度为30°左右时其换热性能最差;在相同倾斜角度下,辐射换热量随加热功率的增大呈近似线性增大,但辐射换热量占总换热量的比例较小,在7%以下.     

金属蜂窝结构的稳态热性能

采用MCM、FVM方法数值模拟金属热防护系统蜂窝内辐射导热耦合换热,研究了一正六角形蜂窝的稳态热性能及其影响因素,定量分析了各种热量传递机制的作用.结果表明,金属蜂窝表面辐射换热和侧壁导热是主要热量传递方式,对所研究的蜂窝结构,在750 K以上蜂窝内表面辐射换热成为热量主要传递方式.     

辐射对流条件下肋片散热的数值计算

在空气中进行自然对流冷却时,即使在常温下,辐射换热量也与对流换热量相当,因此,在肋片散热计算中必须考虑辐射换热。田中贞行等对有辐射时肋片的散热进行了研究,但他们假定换热系数沿肋高是不变的。在各种肋片型线中,梯形肋片既经济(与矩形截面相比),结构又简单(与抛物线截面相比),所以,本文以梯形肋片作为研究对象。     

交变热流下燃烧室外对流传热特性数值研究

采用数值计算对水对流换热边界下天然气燃烧及外部对流传热特性进行了研究。研究了相同燃烧功率不同水入口流速下燃烧及传热特性,得到各个区域交界面温度分布及燃烧室内辐射换热与对流换热占总换热量比例。对天然气高温空气燃烧技术在工业锅炉等设备上的应用具有很好的指导意义。     

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。     

湍流自然对流与表面辐射相互耦合的开口空腔中的流动与传热

用数值方法分析了开口空腔中的湍流自然对流与表面辐射相互耦合的复杂传热。结果表明,不论过热度θ_o值大小如何,只要壁面发射率ε,不是太小,辐射换热在复合换热中所占的份额均是不可忽略的。     

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。     

等温竖平板通道自然对流换热优化的实验与理论研究

一、引言 竖平板通道自然对流在许多工业设备中得到了广泛的应用。在肋片式散热器及电子设备散热的热设计中,经常涉及换热优化问题,即在给定的空间范围内如何设计多通道体系以使得总换热量最大。前人对此做了不少工作,得出了一些换热优化关系式和设计曲线。他们的研究大多采用常物性自然对流换热关系,通道表面的辐射换热也没有考     

有内部热源的非稳态导热与自然对流换热及辐辐射换热耦合问题研究

采用大型通用计算程序ＰＨＯＥＮＩＣＳ（１．４版本）、并结合虚拟密度法,对有内部热的非稳态导热与自然对流换热及辐射换热的耦合问题进行了数值求解。分析和比较了在直角坐标和贴体价值下得到的速度场及温度场及温度场的数值模拟结果,并示出了在两种坐标下发热物质内部靠近中心处的最高温度阴时间的变化趋势。     

定热流加热管湍流入口段的耦合热流分析

对圆管内物性随温度变化的吸收-各向同性散射介质的湍流入口段,数值研究了定热流加热下辐射与湍流正在发展流耦合换热的稳态热流特征．采用低雷诺数k-ε模型与SIMPLEC算法求解湍流流动与对流换热,采用蒙特卡罗法求解辐射换热;根据耦合换热温度场,采用等权抽样的蒙特卡罗法计算辐射热流。通过模拟计算,给出了介质内的耦合换热辐射热流与导热热流分布。通过分析介质光学厚度、散射反照率、壁面黑度对热流的影响,得出一些有价值的结论．     

等温竖平板通道自然对流端部效应的实验研究

一、引言 平行平板通道自然对流换热的数值求解常采用二维假设,用干涉法测量通道内气流温度场也是在二维场的前提下进行.然而,工程实际中所遇到的通道自然对流问题总会有端部效应存在.目前,可以说明二维假设的适用范围的实验结果很少.sparrow曾用质交换的方法研究了通道自然对流换热,并得出如下结论:如果(b/h)Ra大于10,则通道两端封闭与否对总换热量无多大影响,系统可看作是二维的.本文着重讨论端部效应对通道自然对流速度场的影响,试验研究了端部效应的强弱与通道几何尺寸和平板与环境的温差的相互关系.     

微重力条件下舱内对流换热的地面质-热比拟

运用热量传递和质量传递的相似比拟原理,对载人航天器地面模拟舱内空气的对流换热和对流传质进行了理论分析,对萘升华质－热比拟实验技术用于微重力舱内对流换热地面模拟的可行性进行了讨论。提出了一种工作压力和模型尺寸保持的抑制自然对流的地面模拟技术,并用数值方法对其进行了验证。结果表明,这一技术可用于载人航天器工作舱内对流换热的地面模拟实验。     

非能动传热球床堆有效导热系数的壁面效应分析

本文针对非能动传热机制下简单立方球床堆有效导热系数进行了数值研究,根据有效导热系数的空间分布特性,对球床堆的近壁面区域和主体区域作了划分;分析了不同非能动传热机制下的有效导热系数的壁面效应;最后分析了导热、辐射和自然对流对近壁面和主体区域有效导热系数的贡献。结果发现,近壁面区域是在壁面附近一个球径范围内的区域;由于辐射和自然对流的影响,相同温度下近壁面有效导热系数比主体区域的有效导热系数小了近15%。当温度分别超过950 K和1080 K时,辐射成为球床堆主体区域和近壁面区域的主导传热机制;自然对流对有效导热系数的贡献并不大,当温度超过600 K时,自然对流可以忽略。研究结果可以为高温球床堆的设计与优化提供理论基础。     

管内耦合换热的辐射热流特征及抽样模式比较

通过数值模拟,研究了圆管层流入口段辐射与对流祸合换热中的辐射热流分布特征,提出并比较了采用蒙特卡罗法计算辐射换热的两种抽样模式。结果表明,在圆管入口段的耦合换热中,同一截面的径向辐射热流密度与轴向辐射热流密度数量级相当,世分布形态差别很大。用蒙特卡罗方法计算辐射换热时,采取等权能束的抽样模式,可消除因抽样能束的能量不同而造成的计算误差、降低计算量、提高计算精度。     

降压地面模拟技术中的临界压力研究

利用降压地面模拟技术,可以抑制自然对流的影响,从而通过地面试验结果还原空间密封舱内的流动换热情况.降压法的关键在于确定临界压力,使得自然对流对流动换热的影响刚好得到忽略.本文使用数值模拟方法确定临界压力比,以方腔密封舱内的流动换热情况为例,计算了不同 Gr/Re2 数和压力比下密封舱内的流动换热情况.得到了舱内气体温度分布和对流换热系数.通过比较空间情况和地面情况的计算结果,分析了自然对流给流动换热带来的影响,给出了判断临界压力的准则式,并给出了临界 Gr/Re2 数.     

保温层对空心砖当量导热系数影响的数值研究

本文采用能有效处理空心砖内部导热、对流与辐射换热耦合计算的自编程序,数值研究在外墙保温条件下空心砖墙体的当量导热系数。观察加保温层后具有不同孔洞数与排列方式的空心砖其当量导热系数的变化,以及保温层对空心砖的当量导热系数的影响。模拟结果对外墙保温层下空心砖的结构选型提供了参考依据。     

强化辐射换热涂层的性能研究

本文以实验研究与数值模拟相结合的方式,对喷涂了不同厚度的两种不同涂料的一系列CPU散热片进行了自然对流条件下的辐射强化换热研究,以测试这两种涂料的辐射强化换热性能,并找出其强化辐射换热的相关规律.实验与数值模拟的结果表明,这两种涂料的确能够强化辐射换热;散热片散热热阻在有适当厚度涂层时比无涂层时减少了10%左右;在相同热载荷及边界温度条件下,散热片温度在有涂层时比无涂层时降低多达4℃;对于同种涂料,涂层厚度越薄强化散热能力越强;对于相同厚度的涂层,涂料导热率越大其辐射散热能力越强.     

金属泡沫中填充石蜡的相变换热特性实验研究

本文对金属铜泡沫填充石蜡的相变换热特征进行了实验研究,通过测试试件加热面及内部的温度响应曲线,分析了金属泡沫填充及自然对流对石蜡非稳态相变换热过程的影响。研究结果表明,采用顶部加热方式时,石蜡内部的换热以纯导热为主,而采用底部加热时,液态石蜡内的自然对流作用使相界面移动速度更快,试件内部温度一致性更好,同时在相变对流区可实现对加热面的温度控制。金属泡沫的填充可强化石蜡内的导热但抑制液态石蜡的自然对流,前者使得试件加热面温升减缓,相界面移动加快,后者则导致底部加热时石蜡的相变区分为相变导热区和相变对流区。金属泡沫的导热强化能力在试件换热中占据主导作用。     

对流换热的物理机制分析及其应用

一、前言 在众多的传热教科书和文献中,通常认为传热有三种不同的基本方式:导热、对流和热辐射。所谓对流(或对流换热)是指“运动的流体质点以内能的形式把热量带走”,或者“流体中温度不同的各部分相互混合的宏观运动引起的热量传递现象”。由于流体中温度不均匀必然存在导热过程,因此,导热总是伴随于对流换热过程之中,所以可把对