基于质量积耗散的膜法除湿组件结构设计

建立了错流中空纤维膜液体除湿组件的二维传热、传质数学模型,引入研究传质过程质量积耗散的湿阻来衡量溶液除湿过程中水分传递的不可逆性。通过分析膜法除湿组件中除湿与传热耦合的湿空气水分传递过程,得到了热湿传递过程中传质的阻力表达式。通过一个典型设计实例,得出了可以降低中空纤维膜除湿组件不可逆传质损失的管长、根数、管间距、排列方式等设计参数。     

水平管降膜蒸发器传热特性研究

建立了水平管降膜蒸发和管内凝结传热实验台,通过对实验结果的归纳,获得了水平管降膜蒸发器总传热系数随喷淋密度、蒸发温度、传热温差和蒸汽入口流速的变化规律,以及管间距对传热特性的影响。结果表明,总传热系数随喷淋密度、蒸发温度的增大而增大,随传热温差的增大而减小,而蒸汽流速对传热系数影响较小;在本文研究的管间距范围内,当管间距为46.7 mm时,总传热系数最高。     

叉流式新风换热器数值模拟

换热器是新风系统的核心部件,以某品牌新风换热器为模型,对该换热器进行数值模型,分析换热过程中换热和流动特性,以及流速、流道高度对换热性能的影响。建立不同流道高度时新风侧温差、压差、努塞尔数、阻力系数、综合传热性能因子随速度的变化关系。发现在换热器内存在"换热死区",随速度增加"换热死区"范围增大,在流速0.5m/s～1.6m/s、流道高度3mm～5mm范围内,增加流速可提高换热能力、减小阻力系数,但压降同样增加;相同速度时,提高流道高度不仅提高了换热性能,还减小了压降。     

入口节流微通道换热器内相变传热特性

设计加工一种带有入口节流结构的铜基微通道换热器,理论分析其传热模型、实验测量微通道换热器内相变换热的传热特性和压力特性。结果表明:换热器内部的热传递过程为其主要换热模式;换热器表面温度随加热热流密度的增大而增大;微通道入口流速对表面温度影响较小;入口工质过冷度线性影响换热器的表面温度。热流密度在不同阶段对换热系数有不同影响,热流密度为360 W/cm~2时,换热器换热系数出现最大值;换热器压降随热流密度和系统流速的增加而增大。     

膜蒸馏与热电制冷耦合传质通量分析

分析了膜蒸馏与热电制冷耦合关系,获得耦合的充要条件为热电制冷器应提供充足制冷量及较大温差。通过拟合温差和传质通量及冷端冷负荷分析,建立了热电制冷与膜蒸馏过程耦合的热量平衡方程及耦合特性参数方程,定义了耦合特性参数、耦合工况。理论分析表明,随着制冷温度的增大,膜蒸馏通量预测值的最大值先增大后减小,当制冷温度为279.65 K、热腔入口工质温度为362.15 K时取得最大值65.99 kg/(m~2·h)。本文为热电制冷膜蒸馏实验研究奠定了基础。     

波纹板片上降膜吸收过程的传热传质数值仿真

建立了在连续的竖直波纹板上降膜吸收过程的传热传质数学模型,并进行了无因次化处理和仿真数值计算。给出了溶液液膜内流场、温度场、质量分数分布的计算结果,比较了交叉双尺度波纹板片和当量平板上的吸收传热和传质系数随不同溶液喷淋密度的变化结果,显示出前者具有更好的性能,并讨论了波纹节距对传热和传质系数的影响关系。     

3363/3364离子膜在NH_3-H_2O-LiBr吸收式制冷系统中的应用研究

由于NH3-H20-LiBr三元溶液中溴化锂的存在会使溶液性质发生改变,易于发生过程的进行,但阻碍了吸收氨的传质过程,对吸收性能不利.对此提出了一种膜分离技术,可将溴化锂从进入吸收器的溶液中分离出来,进而改善吸收性能.为检验对溴化锂的分离效果,采用装有3363/3364异相离子交换膜堆的膜分离装置进行实验。实验结果表明NH3-H20-LiBr三元溶液在膜分离器中一次循环后分离溴化锂的效率达90%,两次循环后分离效率达95%以上。基于上述实验中的分离效率,利用Aspen Plus模拟器,进一步模拟分析了带有这种膜分离装置的NH3-H20-LiBr三元吸收式制冷系统,并计算其性能系数.结果表明,与普通三元吸收式制冷系统相比,采用膜分离技术后,NH3-H20-LiBr吸收式制冷系统的性能系数可提高近10%.     

多级内冷型膜式溶液除湿的热质传递强化研究

为强化膜式溶液除湿器的性能,本文基于膜的渗透特性,建立了多级内冷型膜式溶液除湿器的传热传质模型。经模型验证后,采用遗传算法对不同设计工况下的膜式除湿器结构进行了优化,并通过引入传热传质分布不均因子,分析了各运行控制参数与空气状态参数对膜式除湿器的传热传质性能影响。结果表明,除湿器处理的空气流量越大,所需的最优层数越多,最优级数越小。在最优结构下增大溶液流量与降低冷却水温度虽可提高总效能,但也加剧了传热传质驱动力的分布不均。在处理低湿度空气时,该系统总效能可达0.64。该研究揭示了传热传质效能与驱动力分布不均之间的内在关系,有助于膜式溶液除湿器的性能强化。     

螺旋波纹结构对盘管换热器传热特性的影响

为增强盘管换热器的传热性能,提出一种螺旋波纹状的盘管结构,通过Fluent分别对螺旋波纹盘管和普通盘管的对流换热过程进行数值模拟研究,分析入口流速对管道传热特性的影响。结果表明：两种盘管压降随入口流速的增大而升高,不同入口流速下的螺旋波纹盘管综合评价指标PEC值大于1,当入口流速为0.524 m/s时,其努塞尔数比普通盘管高出31.3%。螺旋波纹结构增强了盘管内的二次流效应,缓解了传热不均匀的现象。     

换热器低温结霜工况性能实验研究

利用搭建的换热器低温结霜工况性能实验台,测试了在不同的入口空气温度、湿度、流速等环境参数下,翅片管蒸发器低温结霜工况的结霜量、制冷量、进出口空气侧压降和能量传递系数的变化以及结霜量、制冷量、空气侧压降和能量传递系数等随霜层增长的变化规律,分析了环境参数对翅片管蒸发器性能的影响,为低温条件下换热器动态结霜性能研究提供了更多的实验参考和计算依据。     

Heat transfer modelling and stability analysis of selective laser melting

The process of direct manufacturing by selective laser melting basically consists of laser beam scanning over a thin powder layer deposited on a dense substrate. Complete remelting of the powder in the scanned zone and its good adhesion to the substrate ensure obtaining functional parts with improved mechanical properties. Experiments with single-line scanning indicate, that an interval of scanning velocities exists where the remelted tracks are uniform. The tracks become broken if the scanning velocity is outside this interval. This is extremely undesirable and referred to as the “balling” effect. A numerical model of coupled radiation and heat transfer is proposed to analyse the observed instability. The “balling” effect at high scanning velocities (above ∼20 cm/s for the present conditions) can be explained by the Plateau-Rayleigh capillary instability of the melt pool. Two factors stabilize the process with decreasing the scanning velocity: reducing the length-to-width ratio of the melt pool and increasing the width of its contact with the substrate.     

真空冷冻干燥机冷阱中的气体换热分析

从理论上分析了螺旋盘管式冻干机冷阱中气体的换热。对真空冷阱中处于滑流区的气体换热 ,应考虑温度跳跃和速度滑移对换热的影响。基于冷阱内表面定热流和恒壁温的假设 ,建立了相应的分析模型 ,导出了冻干机冷阱内处于滑流区的气体换热 Nusselt数表达式 ,认为随着冷阱压力的降低 ,换热 Nusselt数将不断减小     

电流引线迫流冷却传热分析

如何降低电流引线向低温环境的漏热,是超导电力技术领域的一项重要课题.文中概述了电流引线研究进展,建立了电流引线迫流冷却传热模型,并分析了氮气迫流冷却作用,推导了电流引线温度分布和最优长度-横截面积比(ORLA)函数式.自然蒸发迫流冷却对最优长度-横截面积比(ORLA)影响较小.     

Heat transfer behaviours of nanofluids in a uniformly heated tube

In the present work, we consider the problem of the forced convection flow of water– γAl₂O₃ and ethylene glycol– γAl₂O₃ nanofluids inside a uniformly heated tube that is submitted to a constant and uniform heat flux at the wall. In general, it is observed that the inclusion of nanoparticles has increased considerably the heat transfer at the tube wall for both the laminar and turbulent regimes. Such improvement of heat transfer becomes more pronounced with the increase of the particle concentration. On the other hand, the presence of particles has produced adverse effects on the wall friction that also increases with the particle volume concentration. Results have also shown that the ethylene glycol– γAl₂O₃ mixture gives a far better heat transfer enhancement than the water– γAl₂O₃ mixture.     

结霜等截面环肋传热特性

通过适当假设,推导出了结霜等截面环肋传热的数学模型,然后得到其传热热问题的修正解,同时给出其相应的热流量计算公式。与一般简化的肋传热计算公式相比,该解提高了计算精度,并且表达形式简单,可以很方便的应用于工程实践;对结霜肋片的设计有一定的理论指导作用,并可以推广到其他类似的传热等问题中。     

Heat transfer characteristics of a porous radiant burner under the influence of a 2-D radiation field

This paper deals with the heat transfer analysis of a 2-D rectangular porous radiant burner. Combustion in the porous medium is modelled as a spatially dependent heat generation zone. The gas and the solid phases are considered in non-local thermal equilibrium, and separate energy equations are used for the two phases. The solid phase is assumed to be absorbing, emitting and scattering, while the gas phase is considered transparent to radiation. The radiative part of the energy equation is solved using the collapsed dimension method. The alternating direction implicit scheme is used to solve the transient 2-D energy equations. Effects of various parameters on the performance of the burner are studied.     

Heat transfer over a stretching surface with variable heat flux in micropolar fluids

Heat transfer over a stretching surface with uniform or variable heat flux in micropolar fluids is investigated in this Letter. The boundary layer equations are transformed into ordinary differential equations, and then they are solved numerically by a finite-difference method. The effects of the material parameter K, Prandtl number Pr, velocity exponent parameter m, and heat flux exponent parameter n on the heat transfer characteristics are studied. It is found that the local Nusselt number is higher for micropolar fluids compared to Newtonian fluids.     

真空下气固界面的传热

已知对于真空下的传热稀薄气体起着非常重要的作用。该文给出了稀薄气体在不同克努曾数区域下的气 -固界面间的传热表达式 ,这些表达式中包含了气体反射系数和热适应系数。文中讨论了平行平板、同轴圆柱表面和同心圆球表面的情况 ,给出了不同传热区域热流依照克努曾数倒数关系变化的数值计算结果     

基于ANSYS的芯片冷却器传热分析

针对微槽式芯片冷却器,建立三维仿真模型,分析其稳态工况下的传热情况,获得其温度和热应力分布.分析了五种不同结构形式芯片冷却器工作性能的影响,比较了纯铜和氮化硅复合物两种材质对散热性能的影响.结果表明,铜质冷却器散热性能较好,但内部热应力却高于复合材质冷却器.通过将原冷却通道分割成两个相同的小通道,可提高冷却性能,且应将...     

大空间和毛细管内液氮池沸腾传热的实验研究

文中以直径50μm,长20mm的磷青铜丝作为加热丝和测温元件,采用控制热流密度的方式测量了0°,30°,60°和90°倾角下大空间和玻璃毛细管内液氮的沸腾曲线,分析了毛细管对核态沸腾传热的影响以及管径和倾角对临界热流密度的综合影响。结果表明,在实验管径内,毛细管对于核态沸腾传热有明显的强化作用;并存在一最佳管径,可在30°~90°倾角范围内获得最大的CHF值,并且其值高于大空间时的CHF。