流动系统中的热阻力和热绕流现象(Ⅰ)

本文通过对守恒方程组在某些简化条件下的分析解和数值解,讨论了流动系统中的热阻力现象的物理机制,定义了热阻力系数和无因次加热准则数,并建立了它们之间的分析关系式,便于工程应用。在分析二维热阻力问题的基础上,提出和讨论了流动系统中的热绕流现象及其工程应用背景。     

球头高超音速热绕流的研究

本文研究了加热（冷却）对流动的影响。通过计算分析了在不同来流马赫数和加热量下，加热对球头高超音速绕流的影响规律。研究表明，加热对流动有着显著的影响，将使流动出现“热斥冷吸”、表面压力和激波距离增大、加热与冷却影响的非线性、加热使超音速区内马赫数下降趋向于１等现象。     

两相闭式热虹吸管内的流动和传热

一、前言 两相闭式热虹吸管是一种高效能的传热元件。它在制冷、化工、新能源开发和以余热回收为主的节能技术中得到日益广泛的应用。但迄今为止,人们对这种传热装置的认识还远不够完善。特别是加热段内部工作过程涉及到非常复杂的流动和传热问题。本文采用多种装置,对加热段的流动特性进行了一系列观察实验。以蒸馏水和     

热采井注蒸汽与注多元热流体井筒流动与传热对比分析

针对海上稠油开采出现的问题,国内发展了注多元热流体吞吐热力采油技术。与蒸汽热力采油相比,多元热流体可以显著降低稠油黏度、增加油层压力,提高开采效率。本文基于实际气体状态方程和混合法则建立注多元热流体内部流动与传热模型,并与注蒸汽井筒流动与传热状态进行对比,详细对比两种热采介质在井筒流动与传热情况。通过研究发现:在井筒注入相同温度与相同注入速率的多元热流体与饱和蒸汽,多元热流体井筒压力和温度下降速度更快,到达井底时压力更大,温度更低,与地层和油层的温差更小,井筒热损失更少,但是热量含量低,油层加热范围小。要想达到与蒸汽一样加热效果,可以增加多元热流体注入速率和注入温度。同时由于CO_2和N_2作用,油层温度分布更加均匀,热量更多,油层加热范围更大,注多元热流体开采效果更好。     

喷雾参数对溶液热等离子体喷涂的影响

本文应用溶液注入热等离子体喷徐传热和流动过程的三维数学模型.对溶液喷雾喷入参数对溶液喷雾在热等离子体射流中运动和加热历程的影响进行了研究.结果表明以一定的角度逆向喷入溶液可以强化溶液喷雾的加热蒸发过程,在一定范围内提高溶液初始喷入速度,可以使小粒径的液滴获得较大的动量进入射流高温区获得充分加热.结果还表明,为了得到致密...     

尖化前缘的稀薄气体化学非平衡流动和气动加热相似律研究

以近空间尖前缘高超声速巡航飞行器的研制为背景, 作者在前一阶段采用模型理论分析方法, 陆续研究了沿微钝前缘驻点线的化学非平衡流动和气动加热相似律, 文章是上述研究的综合回顾和深化讨论.稀薄条件下, 驻点附近流动和传热出现一系列与连续流动模型不同的新特征, 超出了经典气动热预测理论的适用范围.作者建立了一个沿驻点线能量传递和转化的广义模型, 并分别推导了具有实际物理意义的边界层外离解非平衡流动判据和边界层内复合非平衡流动判据.基于这些判据构建了预测非平衡流动驻点气动加热的桥函数, 并讨论了稀薄非平衡真实气体流动和气动加热的相似律, 发现新型近空间尖前缘飞行器遭遇的气动热环境不同于传统大钝头航天器再入问题, 传统的天地换算相似准则将会失效.这些理论分析结果可为稀薄非平衡化学反应流及气动加热的实验和计算提供一个标模检验的手段.      

环形管环状流临界热负荷解析模型

根据环形管内流动与传热的特点,重新定义了环形管的水力直径和热周直径,基于圆管环状流CHF解析模型,得到了环形管内环状流临界热负荷解析模型。该模型可以预测环形管内沸腾两相流环状流时在不同加热方式下发生的临界热负荷,加热方式包括有内侧加热、外侧加热、两侧同时加热等。数值预测结果与文献数据比较表明本文的解析模型在P=0.57-15.01.MPa,G=198-3789.5 kgm-2s-1,xc=0.068-0.855,L/Dhe=19.3-539.5范围内预测良好。     

热格子-Boltzmann模型非均匀网格算法及应用

本文针对曲边界流动换热问题,建立了一种新的热格子-Boltzmann非均匀网格算法.通过对环形腔内自然对流问题的模拟并与实验和经典理论结果对照,验证了该模型的正确性.然后将此方法运用到磁流体无泵驱动环路系统,研究了温差和磁场强度对此系统流动的影响.结果显示磁流体可以在环路内持续稳定流动;在加热和冷却入口处温度呈现V形分布,当温差达到50℃后,速度变化就不再明显.     

不可逆过程热力学和热弹性

引言 热弹性问题是一个热力学过程,工程上遇到的热力过程实际上都是不可逆过程。作者在文献[1]中提出:“热载荷和外载荷同时作用在弹性结构时,弹性结构的应变能与加热加载的先后顺序有关”.引证热弹性是不可逆过程。 非定常温度场引起变形随时间变化,在变形过程中会使弹性体的温度改变,并且引起     

浮力对环形液池内热毛细对流的影响

为了了解浮力的影响,对水平温度梯度作用时环形液池内的热毛细对流进行了非稳态三维数值模拟,环形液池外壁被加热,半径为40 mm,内壁被冷却,半径为20 mm,液池深度为(1-17)mm,流体为0．65cSt的硅油,其Pτ数为6．7．模拟结果表明,当水平温度梯度较小时,流动为轴对称稳态流动,随着温度梯度的增加,流动将会失去其稳定性,在浅液池内,转化为热流体波,浮力对失稳后的流型无影响,但会使热流体波的振幅下降;在深液池内,在常重力条件下,转化成三维稳定流动,在微重力和小重力条件下,转化为三维振荡流动．     

热激励器对超音速自由射流流动特性的影响

本文研究热激励器对超音速自由射流流动特性的影响,用S-A湍流模型得到马赫数为1.3的自由射流的准稳态流场,然后用LES方法模拟热激励器的热效应对射流流场不同区域的激励作用。文中讨论了持续式加热和脉动式加热对超音速剪切层涡发展的不同影响。前者通过提高局部区域温度,影响自由射流流场结构和超音速剪切层的涡结构;后者则通过凹槽内的脉动式热效应,产生压力扰动作用于主流场来改变涡的发展特性。     

热可压缩流体的流动和传热

本文把由温度引起密度变化的运动流体称为热可压流，并由无因次加热数来度量其压缩程度。它有别于气体动力学中以马赫数度量压缩性的由速度（因而压力）变化导致密度变化的可压缩流。列举和讨论了热可压流流动和传热的一些特征现象，它可望用于发展一些新的热控制技术。     

热声波数值模拟的虚假振荡研究

采用可压缩流动的SIMPLE算法对一维封闭空腔内由边界突然加热所引起的非稳态热声波进行了数值模拟,对流-扩散项采用了中心差分、一阶迎风差分、QUICK、及MIJSCL等不同格式。计算表明各种格式均存在不同程度的虚假振荡现象,其大小与热声波的强度及离散格式的形式等多种因素有关。这些结果对热声波的进一步研究及高效可靠的对流差分格式的开发具有重要意义。     

热离子、超热离子和离子加热

通过区分热离子和超热离子,讨论了ＨＬ－１Ｍ等离子体中性粒子束加热的」初步实验结果,分析表明,虽然电子对离子的磁撞加热机制仍然占主导地位,但中性粒子束也加热了离子。     

热气动式微泵的热分析与设计

对热气动式微泵进行了热分析,得到了泵室压力与温度场的关系.针对液滴型微PCR芯片中液滴往复运动的需要,在微泵中引入了热电制冷,通过分析,确定热电制冷片应该放置于导热系数较小的玻璃侧和温度应控制在10℃.分析表明,为了实现迅速增压,保持压力稳定,较快降压三阶段的要求,加热过程可设置为,高功率加热一段很短的时间,然后低功率加热持续一段时间,最后停止加热.     

高分辨率高空相机光机系统的热设计

在极端低温情况下,为保证高空相机镜头光学系统温度满足设计要求,结合被动热控和主动热控进行相机光机系统的热设计.以聚酰亚胺为隔热材料进行被动热控,增大相机内部与外界的热阻,减弱外界低温环境对镜头温度的影响.采用电加热膜加热对相机镜头进行主动热控,在WorkBench有限元软件中建立镜头和窗口组件的传热模型,分析载荷构成,加载加热功率载荷、热对流载荷和热辐射载荷,进行稳态热分析.结果表明,在六个加热区,当加热功率分别为12、17、22、17、10、13 W时,相机光学系统的温度控制在18℃~22℃范围内,满足热控设计要求.     

热激励器对超音速自由射流流动特性的影响EI北大核心CSCD

本文研究热激励器对超音速自由射流流动特性的影响,用S-A湍流模型得到马赫数为1.3的自由射流的准稳态流场,然后用LES方法模拟热激励器的热效应对射流流场不同区域的激励作用。文中讨论了持续式加热和脉动式加热对超音速剪切层涡发展的不同影响。前者通过提高局部区域温度,影响自由射流流场结构和超音速剪切层的涡结构;后者则通过凹槽内的脉动式热效应,产生压力扰动作用于主流场来改变涡的发展特性。     

壁温周期变化引起的一维热声波的数值模拟

本文采用可压缩流动的SIMPLE算法对壁温周期变化引起的气体中的一维热声波的产生和传播进行了数值模拟,分析了其中的流动和换热规律.计算结果表明,壁面温度周期变化可以产生大振幅的热声波,当其达到准平衡状态时温度产生稳态的超温现象,超温幅度的大小和极值的位置随着加热温度的振幅和频率变化而不同.超温现象导致冷壁面的温度梯度增大,强化了介质与冷壁面间的换热.     

大尺度环形液池内双层热毛细对流不稳定性

假设双层流体的交界面不发生变形,热毛细力作用于此交界面,三维数值研究了大尺度环形液池中双层流体系统在内外壁面温差加热下的热毛细对流不稳定性,其中外壁面维持高温,内壁面维持低温。计算结果显示,上下层流体的流动特性受Marangoni效应和浮力效应的影响;热毛细对流的振荡产生于内壁面附近,并沿着温度梯度的方向传播;随着温差的增大,热毛细对流的振荡逐渐增强,温度振荡波数增大。     

气热耦合多孔气膜冷却流动的数值研究

对具有气膜冷却的某涡轮叶栅,提取中部截面型线进行了平面叶栅的气热耦合数值模拟,研究了多孔射流气膜冷却流动的特点.主流与固壁气流耦合计算表明,冷却气流在冷却腔内的流动过程中,被固体壁面加热,在喷射入主流场之前温度升高幅度较大,使得沿程后部的冷却效果减弱,同时研究了多射流孔附近区域三维定常流动的流场.