基于金属薄膜热源的喷雾冷却可视化实验研究

本文采用铝箔片作为模拟热源,结合红外热成像技术,对喷雾冷却换热特性进行可视化研究。发现相对于普通实心喷嘴,所喷射液滴轨迹具有切向力的旋转轨迹的喷嘴所得到的换热能力更强,但是在热沉表面温度分布上,不能产生带有旋转切向力的液滴的喷嘴效果更好;随着薄膜热源的输入功率的升高,其喷雾冷却的换热系数随之减少。在质量流量及喷嘴压力较高条件下,这种趋势更为明显。     

制冷剂耦合空气瞬态喷雾冷却传热实验研究

本文提出了针对激光治疗太田痣手术的制冷剂耦合空气冷却方法,以环氧树脂作为冷却基质研究了制冷剂与空气喷嘴夹角以及空气压力对冷却效果的影响。发现空气辅助下制冷剂喷雾冷却效果有一定程度的改善;在空气压力较小时,随夹角的增大,冷却效果提高;但当空气与制冷剂喷嘴夹角一定时,温度回升速率随着压力升高逐渐加快,能够达到的最低温度也随之升高,不利于冷却。     

喷嘴类型对制冷剂喷雾雾化特性及表面传热的影响研究

制冷剂瞬态喷雾冷却是辅助激光手术治疗皮肤病的重要手段,然而当前临床应用中存在冷却量不足、表面冷却不均匀等问题。喷嘴类型对制冷剂喷雾雾化均匀性及表面换热效率有显著影响,本文对比研究了直管喷嘴、膨胀腔喷嘴及环流气体辅助两相喷嘴进行R404A喷雾冷却时的雾化特性及表面传热特性。膨胀腔喷嘴及两相喷嘴具有更高的喷雾中心浓度,较直管喷嘴具有更高的冷却效率,并提高了冷却保护的均匀性及冷却范围控制的精确性,有望成为改善临床治疗效果的替代喷嘴。     

综合冷却效率多参数影响分析

先进的透平冷却技术趋于复杂化、多样化,冷却系统的综合冷却效果是各冷却部件共同作用的结果。本文针对冷却传热构建基于冷气温升系数和内外换热比的一维耦合传热关联式,并借助绝热/耦合实验结果进行适用性验证,进而进行综合冷却效率的多参数影响定量分析和敏感性分析.研究表明,所构建的一维耦合传热模型能够分离各局部冷却参数的影响·,其在预测综合冷却效率上与实验测量结果吻合较好,其适用性得到验证·;各局部冷却参数中,气膜效率、内部换热系数、热障涂层毕渥数与综合冷却效率正相关,冷气温升系数,金属毕渥数与综合冷却效率负相关;热障涂层的存在会削弱内外冷却参数的敏感性;通过对综合冷却效率等值线图的分析,可以进一步得到各参数细节的定量及敏感性分析结论。     

压力与流量对喷雾冷却换热特性的影响

本文是在封闭式喷射腔内,以一次蒸馏水作为工质,结合本文所给出的喷嘴高度 H 与有效流量 G' 相互关系的理论模型,对微喷嘴的工质入口压力 P 和工质有效流量 G' 对喷雾冷却的换热特性的影响进行了实验研究.研究结果表明,入口压力 P 对换热效果的影响非常小,而有效流量 G' 对换热效果的影响很大,并且存在一个能使换热效果达到最好的有效流量值.     

雾化喷射冷却的机理及模型研究

雾化喷射冷却的换热机理十分复杂,目前其研究还很不成熟。本文从喷射雾滴的特性参数出发,以被冷却表面上形成的喷射液膜为对象,考虑了冷却液体向环境的散热,建立质量、能量守恒方程,得到半经验半解析的雾化喷射换热模型。其中,本文提出真换热系数和显换热系数的概念,认为显换热系数受空间散热影响,而真换热系数只与喷雾动量有关。最后设计了雾化喷射局部换热实验,对模型进行检验,结果表明,该模型能够较好地符合实验所得的换热系数及加热面表面温度沿喷射半径的分布趋势。     

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利用ANSYS/CFX对聚变堆氦冷多喷嘴冷却偏滤器模块在相同高热负荷条件但不同冷却条件下进行了有限元数值分析,得到了偏滤器冷却单元的温度和换热系数分布图,将该温度场作为结构力学分析的加载条件,利用ANSYS/Mechanical对冷却模块进行了稳态条件下的结构应力分析,得到了具有不同结构参数的偏滤器模块的应力分布.通过分析各结构参数对偏滤器模型的热应力的影响,对结构参数进行筛选,得到内应力相对较低的结构设计,从而优化多喷嘴氦冷偏滤器结构.     

R134制冷剂闪蒸瞬态喷雾和传热特性的实验研究

制冷剂闪蒸瞬态喷雾冷却是皮肤激光手术中的重要辅助手段,既能够提高激光能量改善治疗效果,又可以保护表皮正常组织不受激光热损伤.针对制冷剂闪蒸瞬态喷雾冷却过程中所涉及的喷雾动力学和复杂沸腾相变传热等学术难点问题,本文建立了制冷剂闪蒸喷雾冷却实验台,对R134a制冷剂闪蒸喷雾冷却的喷雾特性和表面传热特性进行实验研究,得到了制...     

喷淋高度对氨喷雾相变冷却特性的影响

喷雾相变冷却具有高热流密度的换热能力,本文通过建立喷雾相变冷却实验系统,以液氨为工质,使用单喷嘴,对冷却面为2.5 cm×1.2 cm的热沉进行了实验研究。结果表明:以氨为工质的喷雾相变冷却具有较高的换热能力;在热流密度达到400W/cm~2时,热沉表面的温度在15℃以下;在实验工况不变时,随喷嘴喷淋高度的降低,临界热流密度值(CHF)增大,最大换热系数可达95000 W/(m~2·K)。     

冷却条件下管内超临界压力CO2对流换热研究

本文用数值计算和实验测量结合的实验方法对冷却条件下超临界压力二氧化碳在细圆管内(Din=2 mm)的局部对流换热进行了实验研究.结果表明,冷却条件下超临界二氧化碳局部对流换热系数在流体温度略高于准临界温度时达到峰值.本文还对该过程进行了数值模拟,比较了不同湍流模型的计算结果,根据数值模拟提供的信息分析了影响冷却条件下超临界压力二氧化碳换热的主要因素和物性变化对换热的影响.     

圆柱受限空间内喷雾燃烧振荡特性研究

本文研究了圆柱受限空间内的喷雾火焰燃烧压力振荡的特性。为了更清楚地了解火焰的构造,首先测量了火焰的温度场。在较大的一次风和二次风变化范围内,测量了压力的振荡特性。结果表明：火焰的稳定是由回流区完成的,在较小的一次风燃料当量比和中等的二次风量时,振荡最强,达到 １００ Ｐａ左右的量级。其频率为 ２００～２３０ Ｈｚ左右。分析表明燃烧室中的振荡是轴向驻波振荡。     

高温条件下甲醇喷雾的燃烧特性

高温条件下甲醇喷雾的燃烧特性杨长林，舒国才，刘月辉，王懿铭（天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津３０Ｏ０７２）关键词高温环境，甲醇喷雾，燃烧特性１前言甲醇作为一种内燃机代用燃料，已经受到了人们的广泛重视，但由于甲醇的十六烷值低，着人性能差，因此在柴...     

Numerical simulation and laser-based imaging of mixture formation, ignition, and soot formation in a diesel spray

Laser-based imaging of fuel vapor distribution, ignition, and soot formation in diesel sprays was carried out in a high-pressure, high-temperature spray chamber under conditions that correspond to temperature and pressure in a diesel engine. Rayleigh scattering and laser-induced incandescence are used to image fuel density and soot volume fraction. The experimental results provide data for comparison with numerical simulations. An interactive cross-sectionally averaged spray model based on Eulerian transport equations was used for the simulation of the spray, and the turbulence-chemistry interaction was modeled with the representative interactive flamelet (RIF) concept. The flamelet calculation is coupled to the Kiva3V computational fluid dynamics (CFD) code using the scalar dissipation rate and pressure as an input to the RIF-code. The flamelet code computes the instationary flamelet profiles for every time step. These profiles were integrated over mixture fraction space using a prescribed β-PDF to obtain mean values, which are passed back to the CFD-code. Thereby, the temperature and the relevant species in each CFD-cell were obtained. The fuel distribution, the average ignition delay as well as the location of ignition are well predicted by the simulation. Furthermore, simulations show that the experimentally observed injection-to-injection variations in ignition delay are due to temperature inhomogeneities. Experimental and simulated spatial soot and fuel vapor density distributions are compared during and after second stage ignition.     

原子吸收光谱法及火焰光度法测定钠时几种醇类溶剂的影响

在以Zeiss Ⅲ型火焰光度计改装成的装置上,以相同条件观察了不同浓度的甲醇、乙醇、丙醇对钠的原子吸收值及发射值的增强作用。测量了各种醇类、水溶液的表面张力及粘度,喷雾器的喷雾率及有效喷雾率,和火焰温度,并对醇类的增强作用的机理作了一些探讨。实验及计算结果表明,虽然有效喷雾率是决定吸收值增强作用的主要因素,但对于电离电位较低的碱金属,由于火焰温度降低而引起的电离度的减小亦起一定的作用,对于发射值的增强。除了有效喷雾率和电离度之外。还要考虑Boltznman因子e^(E_i/k_T)。     

直喷式柴油机燃烧数值计算研究

以KIVA-3为计算平台,对4气门直喷式柴油机的早喷燃烧、预喷燃烧和传统燃烧三种燃烧方式工作过程进行了模拟计算,得以下结论:早喷燃烧方式因喷到缸壁的油量较多,受进气涡流影响较少,同时利用喷射效应改善缸内氧气分布,因此早喷燃烧比较完全。预喷燃烧方式仍以扩散燃烧为主,预喷油燃烧改变了主喷初期油注周围的组分分布与温度分布,从而改变主喷燃油的燃烧历程。进气涡流造成的缸内流场不均匀性是影响传统燃烧方式燃烧不完全的主要因素之一。     

无沸腾喷雾冷却技术的研究进展

文中简述了无沸腾喷雾冷却技术近年来国内外的研究进展。着重介绍了关于影响无沸腾区换热各参数的实验研究,如壁面温度、介质体积通量、喷雾流量、喷雾倾角和喷雾高度等,为寻求最佳换热提供了指导。并对无沸腾区的理论研究内容进行了归纳,主要是模拟不同喷雾条件下的换热过程及特性参数(如液膜厚度)的大小和分布,并将理论值与实验数据进行比较分析;总结了影响无沸腾区换热的喷雾特性参数和外部特性。     

乳化液喷雾与微爆现象的激光全息实验研究

本文采用离轴高速多脉冲红宝石激光全息摄影仪研究高温高压环境中乳化液喷雾的雾化和蒸发过程,记录方式为象面全息方式,再现时分别采用激光和白光光源。实验发现:在适当的温度压力条件下,乳化液喷雾可以发生微爆现象,微爆呈团状,又称“团状微爆”,也称为“二次雾化”,微爆能量可以将众多的小液滴及液滴碎片抛出液束区,有效地改善液体与环境气体的混合过程,具有重要的理论意义和实用价值。     

双路离心式喷嘴雾化特性研究

在常温常压条件下,使用激光相位多普勒分析仪PDA(Phase Dopplor Analyzer)对某型双路离心式喷嘴的雾化 特性进行了试验研究。测量了不同工况下的喷雾特性参数,通过喷雾液滴粒子的索太尔平均直径SMD、通量及粒子速度 等量的变化规律分析了喷嘴的喷雾特性。     

Deconvolution with Maximum Entropy Solution to Determine Local Extinction Coefficient and Local Volume Concentration Values from Laser Diffraction Data

The traditional use of the laser diffraction technique provides line‐of‐sight liquid spray drop‐size distribution. However, deconvolution of the measurements can be performed for axisymmetric spray in order to determine local spray characteristics. In a previous publication, a new deconvolution technique making use of the maximum entropy principle was established and applied to determine the local drop‐size distributions. The entire approach was experimentally validated. In this work, the technique is employed to determine local extinction coefficient values. As in the previous investigation, the measurement procedure consists of scanning a laser beam through the spray cross‐section from the center to the edge of the spray. By use of the transmittance theory, the local extinction coefficients allow the local volume concentrations to be calculated. This theory introduces the mean scattering coefficient. The results show that this coefficient must be determined as a function of the Sauter mean diameter in order to avoid overestimation of the volume concentration. Although no proper validation is presented, the coherence of the overall approach is discussed in detail and solutions for improving the spatial resolution are presented. Finally, the local volume concentrations are combined with the local drop‐size distribution to provide local volume‐weighted, drop‐size distributions. These distributions provide information on the localization of the drops according to their diameter as well as on the spatial liquid distribution. This work illustrates applications and performances of laser diffraction technique that are rarely used.