真空下气-固界面热适应系数的数值计算

根据热适应系数的理论研究成果,结合国外学者的部分实验数据,对气-固界面热适应系数的主要影响因素进行定性的讨论;同时在S.Song和M.M.Yovannovich的公式基础上,最小二乘法拟合国外学者低温下实验测量的热适应系数,采用C语言编程算出拟合公式中的参数,分析拟合公式α=aFM/(b+M)+2.4μ(1-F)/(1+μ)2,F=exp(c(T-T0)/T0)中的参数a,b,c的特性;数值计算迭代收敛和拟合公式的计算误差在±20%以内表明:数值拟合公式可用在工程上计算热适应系数,S.Song和M.M.Yovannovich的公式可数值拟合低温下不同气-固界面的热适应系数的计算公式。     

气体传热对多层绝热性能影响的试验研究

文中通过建立的能进行夹层气体置换的稳态量热器试验系统,试验分析了夹层气体传热对多层绝热材料有效热导率的影响,重点对置换气体种类、气体压强、材料层数及冷热边界温度对多层材料的影响进行试验研究。试验表明在10—60层/cm层密度范围,真空度低于100Pa时,Kn数属于自由分子状态区域和中间压强区域,此时材料的有效热导率随残留气体热适应系数的增大而减小,并随着真空度的降低而增大,当残留气体为空气时,为保证多层材料的绝热性能,应尽量维持真空度不低于10-2Pa。同时,分析表明为有效降低低真空下稀薄气体传热对多层绝热性能的影响,可以采用综合热适应系数较低的气体置换夹层中的空气,以减少低真空多层绝热材料的有效热导率,改善绝热性能。     

层间稀薄气体传热对多层绝热材料性能的影响分析

通过建立的热量传递模型,分析了不同的气体稀薄程度(Knudsen数)时,气体传热对多层绝热材料有效热导率和各层温度分布的影响。分析表明:由多层绝热材料真空度变化引起的稀薄气体传热量波动较大,在10—60层/cm层密度范围,真空度低于100Pa时,Kn数属于自由分子状态区域和中间压强区域,此时材料的有效热导率随残留气体热适应系数的增大而减小,并随着真空度的降低而增大;当残留气体为空气时,为保证多层材料的绝热性能,尽量维持真空度不低于10-2Pa。同时分析表明,为有效降低低真空下稀薄气体传热对多层绝热性能的影响,可以采用综合热适应系数较低的气体置换夹层中的空气,以减少低真空多层绝热材料的有效热导率,改善绝热性能。     

高真空多层绝热夹层稀薄气体传热分析

为研究多层绝热夹层稀薄气体传热特性及其对绝热性能的影响,建立了全压力范围气体导热模型,分析了气体种类、真空度、层密度、温度等因素对绝热夹层气体导热系数的影响规律.同时,结合直接蒙托卡罗(DSMC)方法验证了模型的准确性.结果 表明:温度对气体导热系数影响显著,真空度高于20 Pa时导热系数随温度的升高而逐渐减小,低于2...     

低温下粗糙表面接触间隙气体热导的研究

对低温非真空环境下粗糙接触界面间隙中介质气体的传热进行了理论分析．依据克努森数的大小,建立了不同传热区域的间隙气体热导理论模型．并对影响接触界面间隙热导的克努森数、普朗特数、热导率、适应系数、压力等参数进行了分析,为实际情况下接触界面的传热提供了理论基础．而且通过实验证明了在界面接触压力较小的情况下,即使对于硬度较小导热性能好的接触固体,间隙气体的导热量仍大于通过实际接触点的导热量．     

气-固界面作用物理模型的确定性实现方法

针对最新发展的气-固界面作用物理模型,提出一种确定性计算方法.算法的核心是:针对离散速度空间分布函数,采用确定性算法计算出单轮气-固碰撞作用的散射核函数矩阵,并通过考虑吸引势阱作用和迭代累加多次气-固碰撞作用,物理地反映气体分子入射/反射速度分布函数在气-固界面上的变化.与现有基于Monte Carlo随机采样的实现方...     

固-固接触界面热传输研究

提出了固-固接触热传导接触界面层的概念并进行了解释。接触界面层的建立,把微结构的散射和辐射热传导机制统一于界面层内,通过对接触界面层、接触界面层的厚度和界面层热导率等的讨论,初步揭示了接触界面层热传导的机制。在界面层微观传热的机制上,建立了接触界面层热阻预测模型,并把模型预测接触热阻值与扩散失陪模型(DMM)以及实验值进行了比较。结果显示该模型克服了DMM模型预测值偏低的缺陷,这些将对接触界面层的微尺度热分析有一定的帮助。     

固-液界面热整流现象的气体运动论分析

本文采用非平衡态分子动力学模拟方法,研究了固-液界面体系中的热整流现象。系统的两端为固体,而流体处于中间夹层,两端固-液界面的势能参数不同。模拟计算结果表明,此系统实现热整流的原因是左右两端固体壁面对流体分子吸附特性的不对称性。基于气体运动论的分析表明,高低温固体壁面所吸附流体分子数、温度协调系数和系统压强在正反向传热过程中均存在一定差异,从而形成了热整流效应;并且两端固-液界面差异性越大,热整流现象越明显。     

声波作用下铜球传热特性实验*

针对频率为500 Hz～3000 Hz和声压级为110 d B～133 d B的声场作用对铜球在空气中自然冷却的传热特性的影响,通过热电偶测温的方法,分析铜球温度梯度的分布与声场声压级、频率以及铜球直径的关系。结果表面,当频率f一定时,随着声压级的增加,铜球的传热效果得到明显增强,对于直径为5 mm的铜球,在133 d B声场中传热系数最大增加了25%。当声压级一定时,在频率范围中存在某一频率,此时铜球的传热系数最大,此特殊频率随着声压级的增大而增大。当铜球的直径为5 mm时,可以在低频段观测到声流效应的影响,而当铜球的直径为10 mm、15mm时,很难在低频段辨别出声流效应的影响。所得结论为声波应用于电站锅炉中,强化煤颗粒燃烧提供了依据。     

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。     

中空纤维膜换热器传热传质性能的实验研究

中空纤维膜换热器可同时实现传质传热, 该换热器可应用于吸收式制冷系统以改善制冷性能. 为探究该膜换热器在溴化锂吸收式制冷系统的运行工况下的传热传质特性, 搭建中空纤维膜换热器性能测试实验台, 采用控制变量法探究在热侧不同入口溶液流速、温度下该换热器的传热量及膜通量变化规律特性. 结果表明: 在热流体其它参数保持不变的情况下, 中空纤维膜换热器热侧溶液的入口流速由3.05 m/s 增至3.30 m/s 时, 换热器总传热量与膜通量均随之加大, 增幅分别为16.0%和2.2%; 该膜换热器的总传热量在冷侧溶液与热侧溶液入口温差10°C 至15°C 内, 增幅达到18.9%, 而膜通量受膜两侧溶液的入口温差变化影响较小, 增幅仅3.1%. 研究表示: 温度的变化对中空纤维膜换热器的传热传质性能影响更为显著, 而流速的变化对水分子的运动影响较小.     

用分形理论研究低温条件下Al-Al界面间的接触导热现象

界面形貌是固体界面间接触导热的最主要影响因素 ,传统的形貌表征参数与仪器的分辨率和取样长度密切相关 ,因而基于这些参数的常规接触导热模型显然是尺度相关的。分形网络模型利用粗糙表面处处连续却不可微的分形特征 ,采用与尺度无关的分形参数 ,揭示了接触导热的本质 ,为准确预测接触热导开辟了一条新的途径。实验测定了粗糙表面的分形参数和低温条件下 Al50 52 - Al50 52界面间的接触热导 ,将接触热导的实验值与分形网络模型的预测结果进行了比较 ,并就接触热导与压力、分形参数和温度之间的关系进行了分析 ,指出分形网络模型的预测精度与分形参数相关联。     

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     

Study on Heat Transfer Performance of Skin Heat Exchanger

Cooling technology is facing new challenges with the increase of electronic equipment power onboard aircraft. The traditional heat sink based on high-altitude bleed air does not satisfy this increase of cooling demands. In this article, an air/air-type skin heat exchanger is studied for cooling aircraft electronic equipment. It uses outside high-altitude cold air rather than bleed air as a heat sink. This cooling technology can effectively remove the heat load of high-power electronic devices without greatly increasing aircraft performance penalty. To assess its high-altitude heat transfer performance, an experimental prototype was designed and made. Some experiments were conducted on a ground experimental test. The heat transfer criteria formulas were obtained for both the side air in the skin heat exchanger and its convective heat transfer coefficients. Based on these experimental analyses, the heat transfer performances of the skin heat exchanger in a high-altitude cruise condition are deduced when it is assumed to be installed at an unfavorable position and a favorable position, separately. This work tries to provide a technical support for its future onboard application.     

含相变材料玻璃类围护结构传热系数分析

建立太阳辐射加热下含半透明相变材料类玻璃围护结构的一维相变导热和辐射耦合稳态传热模型,采用控制容积法结合布格尔定律,数值求解含相变材料玻璃围护结构内部的能量传递,分析相变材料的辐射物性参数和室内外环境因素对其传热系数的影响.结果表明,计算相变材料类玻璃围护结构传热系数需要考虑其半透明性;传热系数不仅受物性参数和环境因素的影响,还与材料的液相率与透光率等因素有关.     

Comparisons of Heat Transfer Enhancement of an Internal Blade Tip with Metal or Insulating Pins

Cooling methods are needed for turbine blade tips to ensure a long durability and safe operation. A common way to cool a tip is to use serpentine passages with 180-deg turn under the blade tip-cap taking advantage of the three-dimensional turning effect and impingement like flow. Improved internal convective cooling is therefore required to increase the blade tip lifetime. In the present study, augmented heat transfer of an internal blade tip with pin-fin arrays has been investigated numerically using a conjugate heat transfer method. The computational domain includes the fluid region and the solid pins as well as the tip regions. Turbulent convective heat transfer between the fluid and pins, and heat conduction within pins and tip are simultaneously computed. The main objective of the present study is to observe the effect of the pin material on heat transfer enhancement of the pin-finned tips. It is found that due to the combination of turning, impingement and pin-fin crossflow, the heat transfer coefficient of a pin-finned tip is a factor of 2.9 higher than that of a smooth tip at the cost of an increased pressure drop by less than 10%. The usage of metal pins can reduce the tip temperature effectively and thereby remove the heat load from the tip. Also, it is found that the tip heat transfer is enhanced even by using insulating pins having low thermal conductivity at low Reynolds numbers. The comparisons of overall performances are also included.     

常压下液氮窄缝池沸腾实验研究

采用玻璃钢 (FRP)制成的矩形窄缝 ,对三种不同的间隙尺寸 ,分加热面与水平面呈 0°,4 5°,90°,135°,180°五种角度 ,以液氮为工质进行了 15组池沸腾实验。得出结论 :液氮在窄缝中的沸腾传热有明显的强化换热效果 ;加热面所处角度不同 ,在相同热负荷下壁面过热度亦不同 ,滑移汽泡和微液膜蒸发机理在通道中发挥的作用也相应不同。该研究对于有限空间传热强化的机理和实际应用都有一定的参考价值和指导意义。     

微尺度水平管内沸腾换热特性研究

对不同质量分数下非共沸混合工质(R134a/R32)在微尺度管道内的流动沸腾换热特性进行了比较和分析,阐述了热流密度、质量流量和质量干度对换热的影响。结果表明:热流密度对换热的影响随着质量流量的增加而愈加明显;在质量分数为75%/25%和65%/35%时,换热系数随着质量流量的增大而增大;而质量分数为85%/15%时,换热系数随质量流量的变化先增加后减小;随着质量干度的增加,换热系数在各质量分数下基本上都呈上升趋势。     

建筑节能镀膜玻璃热传递系数的研究

建筑节能镀膜玻璃的热传递系数ｋ是反映节能薄膜性能的重要指标，本文提出其热传递系数的计算和测量方法，并介绍部分测量结果，研究结果表明节能薄膜确能较大地降建筑物的能耗。