交叉三角形波纹板流道的流动与换热特性研究

本文实验研究了不同的热流密度和波纹高度对交叉三角形波纹板流道的流动与换热的影响。利用低Re数k-ε湍流模型进行了数值模拟,二者吻合情况较好。并且得到了三维复杂计算区的速度场。研究表明:交叉三角形波纹板流道具有良好的换热效果。热流密度和波纹高度越大,换热效果越好。底部区域产生强烈的顺时针旋涡,并且具有明显的周期性。     

两种波纹板通道内的流动及换热比较

采用非稳态算法,计算了周期性正弦型和三角形两种波纹板通道内的流动和换热,比较了它们的平均阻力系数和平均努赛尔数.结果表明:在较大流量下,两种通道内的流动均出现了自维持振荡现象,但是两者相比正弦型通道波纹板的换热和压降均较大.     

倾角不同波纹板片组合板式换热器流动换热分析

通过数值模拟,分析了倾角不同板片组合的板式换热器单流道模型换热和阻力的情况,并结合场协同理论进行分析。模拟结果表明:传热因子j、阻力因子f及面积质量因子j/f均随Re的增大而降低,其值均偏向于倾角较小的板片组合。协同角θ随着Re的增大先增大后基本不变,场协同数Fc随着Re的增大而下降,倾角较大组合的协同性要优于倾角较小的组合。j、f均随着上壁面倾角β_t的增大而增大,在下壁面倾角β_b≤60时变化趋势较大,βb60时,变化趋势降低。倾角不同的板片组合换热器的性能介于构成"热混合"的常规板片性能之间。     

低熔点合金相变换热特性实验研究

本文针对熔点为70°的Bi-Cd-Pb-Sn低熔点合金的相变换热特性开展了实验研究,讨论了冷却水流量对冷却速率及相界面移动速率的影响。结果表明:低熔点合金在冷却过程中出现明显的相变带,相变潜热释放完后合金温度出现陡降;冷却水流量越大相界面的移动速率越快,当Q80 L·h~(-1)时流量对固液相界面的移动速率影响减小,相同流量下固液相界面的移动速率随热阻的增加逐渐减小。     

内螺纹管流动沸腾气泡行为及换热特性研究

为探究内螺纹管流动沸腾过程中的气泡行为及其对换热的影响机理,采用VOF模型(Volume of Fluid Model)及相变模型对工质在小尺寸水平内螺纹管中的流动沸腾过程进行二维非稳态数值模拟。获得了不同质量流速下工质在管道内的气相分布以及管壁不同位置处的温度、换热系数。分析了内螺纹管流动沸腾过程中的气泡行为特点以及不同气泡行为对换热性能的影响。研究表明:在内螺纹管中随着质量流速的增加,管内含气率降低,平均换热系数增大。管壁面上气泡的滑移、长大行为会削弱对流换热,而近壁面气泡的聚并行为会增强对流换热。     

缠绕管内超临界甲烷流动换热特性研究

基于变Pr_t模型对超临界甲烷的流动换热特征进行研究,建立不同几何结构参数的管道模型,对比研究管道浮升力、离心力、重力、流动加速对流动换热影响。结果表明,修正Pr_t后的湍流模型将模拟误差由12%以上降至6%以下;换热系数随缠绕直径的减小而增大,减小缠绕管的缠绕直径可以减弱流动加速对传热的恶化作用;换热系数随管道直径的减小而增大,减小管道直径可以增强浮升力对传热的强化作用;重力、浮升力和离心力耦合作用使得绕管内湍动能分布发生向内下侧的偏移。     

缠绕管内超临界甲烷流动换热特性研究

基于变Pr_t模型对超临界甲烷的流动换热特征进行研究,建立不同几何结构参数的管道模型,对比研究管道浮升力、离心力、重力、流动加速对流动换热影响。结果表明,修正Pr_t后的湍流模型将模拟误差由12%以上降至6%以下;换热系数随缠绕直径的减小而增大,减小缠绕管的缠绕直径可以减弱流动加速对传热的恶化作用;换热系数随管道直径的减小而增大,减小管道直径可以增强浮升力对传热的强化作用;重力、浮升力和离心力耦合作用使得绕管内湍动能分布发生向内下侧的偏移。     

“S”型装配间隙流动及换热特性研究

本文通过热色液晶测温法对发动机实际结构中典型的S型榫头榫槽装配间隙的换热特性进行了试验研究。S型通道试验件为发动机间隙实际尺寸放大九倍后加工而成,试验测定了S型通道壁面上换热系数分布,换热系数与雷诺数的关系,并将所得换热特性与普通圆管通道的换热经验关系式进行了对比,进一步分析该种通道结构的换热机理。     

冰浆储存与融化及流动换热特性研究现状及展望

冰浆具有良好的流动性、传输性以及传热性能,在电力削峰填谷上有着很大的应用前景。文中主要对冰浆制取方式的优劣性进行对比,着重介绍了国内外冰浆储存与融化的研究进展,对冰浆流动换热的动态特性进行分析,并根据研究现状对下一步研究工作进行了展望。     

微小单锥体热沉射流流动及换热特性研究

射流冷却是高热流密度换热的有效方法之一,射流尺度及热沉结构均对换热性能产生显著影响。本文对一种微小单锥体热沉结构,采用Realizableκ-ε湍流模型对热沉表面流动及换热特性进行研究,并进行实验验证。结果表明:在本文研究范围内(锥体直径为5 mm,锥体高度h分别为5 mm、7.5 mm和10 mm,射流雷诺数Re_j分别为2000、4000、6000、8000),在锥体附近产生环形的带状区域。Re_j对区域半径影响显著,当Re_j分别为2000、4000、6000、8000时,对应的区域半径分别约为5 mm、12 mm、18 mm、23 mm。根据流动结构和压力分布特点,单锥体热沉表面可分为四个区域,分别为驻点区、斜掠区、折冲区和附壁射流区,锥体热沉局部努塞尔数与局部压力系数分布相对应.与h=5mm和h=10 mm的热沉相比,当h=7.5 mm时热沉对流换热效果较好,平均努塞尔数可提升3.4%~6.2%,在h=7.5mm、Re_j=8000的情况下,当热流密度小于0.192~0.324 MW/m~2时,锥体热沉可对热源实现有效散热。     

冰浆流动换热特性的综述及模拟分析

综述冰浆输送过程和在换热器中的流动换热特性研究现状。目前对冰浆流动特性研究主要是为了解决输送冷流体过程中的压降、摩阻系数等问题,输送途径主要是直管、弯管,可控因变量包括含冰率、管道直径、冰浆粘度、流速、Re数等参数。此外,还对冰浆在水平直管中流动情况进行了数值模拟,提出了最值冰浆浓度和第一临界速度、第二临界速度等参数,并推测冰浆流动换热应从三段进行考虑。冰浆在换热器中的流动换热过程与管道输送相比,通道结构更复杂导致阻力损失变大、换热增强、相变程度大,同时还要考虑固体颗粒与流体之间的耦合作用,因此目前的研究主要停留在实验阶段,在实验基础上进行半经验公式的推导。基础性理论研究主要涉及两相流动、颗粒力学和相变潜热三方面。此外,对未来研究方向提出几点建议,尤其是应从微观颗粒受力和晶体结构角度探讨冰浆的流动换热情况,脱离原有单相流体研究方式,冰浆颗粒流动至少分三段研究。     

铅锡合金熔融颗粒风冷相变换热特性实验研究

熔融颗粒相变冷却过程广泛存在于合金材料制造、高温熔渣余热回收和相变材料的储放热等领域。本文研究了铅锡合金熔融颗粒在沉降过程中的风冷相变换热特性和物相演变之间的关联。结果表明:风速越大、下落高度越高、颗粒直径越小,换热系数越大;风速越大、颗粒直径越小,合金过冷度越大;换热系数和合金过冷度越大时,形成的非稳态组织富锡相含量越高,且组织越细小致密。     

内肋套管管内流动与换热特性研究

利用实验和数值模拟方法考察了含水原油在内肋套管内的流动与传热性能,指出了在 Re=200～1200 时管子结构尺寸(肋片高度、肋片宽度和肋片长度)对传热性能的影响,并进行了实验验证.     

微通道内流动沸腾换热特性实验研究

采用实验方法对制冷剂R134a在内径为1.98mm的水平光滑铜管内的流动沸腾换热特性进行研究。试验中,质量流速范围720~900kg/(m~2·s),热流密度范围19~28k W/m~2,系统压力0.7MPa和0.81MPa(饱和温度为26.8℃、31.4℃)和干度范围0~0.65。结果表明:质量流速对换热系数的影响较大,随着质量流速的增大而增大;在低干度区,热流密度对换热系数的影响较大,换热系数随干度的增加近似成单调增加;系统压力对换热系数也有明显的影响;将试验结果与Sun-Mishima公式和Liu-Winterton公式进行比较,发现试验结果与Sun-Mishima公式计算值吻合度较高,最大误差为14.1%。     

管外高温熔盐的流动换热特性

本文实验研究熔盐蒸汽发生器管外高温熔盐的流动换热性能。测试不同熔盐流速下蒸汽发生器管外熔盐的传热系数,并拟合相应的实验传热关联式。考虑高温熔盐的变物性特征,利用黏度项对Wiegand关联式进行修正,得到用于管外熔盐传热的修正Wiegand关联式。研究发现,管外熔盐过渡流传热的修正Wiegand方程与实验测试结果平均偏差小于8%,而紊流传热修正Wiegand方程的平均偏差则小于9%。     

水平矩形通道内流动沸腾换热特性实验研究

在常压条件下,对水平矩形通道内R113的流动沸腾换热过程进行了可视化实验研究.通过对加热平板上流动沸腾换热所形成的气泡形态的观测,发现随着热流密度的增大,流动沸腾的起沸点距离逐渐减小,并且减小的程度趋于平缓.随着热流密度的增大,气泡数量逐渐增多,且脱离速度也加快,气泡逐渐融合,直径逐渐变大.将本文的实验结果与文献中的对应结果进行对比,分析了流动沸腾换热中影响总体传热效果的主导因素由核态沸腾换热向强制对流换热转变。     

水合物浆体在直管中的流动换热特性研究

本文实验研究了体积分数为5.0%～20.0%的四丁基溴化铵(TBAB)水合物浆体在内径为6 mm和14 mm的圆直铜管中的流动和换热特性。通过测量浆体的流量和压降得到浆体的流动曲线,采用幂律模型描述浆体的流动特性,得到浆体的本构方程。实验测得的摩擦系数结果与经验、半经验关联式有较好的吻合。在等热流密度加热条件下,测量出加热功率、流速、管壁和流体进出口温度。利用能量守恒计算得出流体的沿程温度变化,由此计算出流体的局部换热系数,并分析了各种因素对换热系数的影响。对浆体局部Nusselt数进行拟合,得到了浆体管内对流换热的经验关联式。     

微小圆通道内流动沸腾换热特性的研究

微小通道内相变换热具有热流密度高、单位体积内换热面积大、结构紧凑等特点,成为高效紧凑式换热器设计的重要途径。本文以氟利昂R113为工质,完成了0.7、1.1和1.4 mm的圆形小通道内的流动沸腾实验,对小通道内流动沸腾换热特性进行了分析,拟合了计算沸腾换热特性的实验关联式,为工程实际应用提供参考。