非牛顿流体在介质中的自然对流与传热

基于修正的Darcy定律,数值模拟了上端开口,从底部等温加热的多孔介质中黏弹性流体的自然对流与传热,其中使用了特征松弛时间λ和迟滞时间ε来表征黏弹性流体的性质。我们选择了三组不同的λ和ε.发现与牛顿流体中对应的情况相比,黏弹性流体的传热特性有很大不同。另外,上端开口多孔介质中的黏弹性流体比上端闭口多孔介质中黏弹性流体的自然对流与传热也有很大不同.在不同的Ra数范围,传热规律服从不同的标度律。     

多孔物料干燥时的耦合传热传质效应

１引言多孔物料干燥时的传热传质过程是一个典型的耦合过程,物料内的质扩散通量不仅受湿度梯度控制,而且还和温度梯度有关［１～５］。在对流干燥过程中,热量总是从物料表面向内部传递,而湿分总是从物料内部向表面迁移,然后扩散至干燥介质中,故物料内部的温度梯度和湿度梯度方向相反,由Ｌｕｉｋｏｖ理论可知,向内的传热过程总是阻止物料中的湿分向表面迁移,从而减小质通量,降低干燥速度。显然,为了提高干燥速度,可以通过采用辅助加热或改变加热方式来减小物料内部逆向温度梯度、甚至改变温度梯度的方向以加快物料内部湿分向表面…     

污垢热阻动态监测装置及其传热计算方法的研究

介绍了污垢热阻动态监测装置的构成及特点.根据传热学基本原理,对该套装置进行了光滑管对流换热性能测试,结果表明两侧流体热平衡最大偏差小于10%,实验结果与经验公式计算的Nu数相吻合,其最大偏差小于l0%.用该装置进行换热表面污垢的动态自动监测,可以得出准确可靠的实验结果.     

多孔材料强化管内对流换热的数值研究

对多孔材料强化管内换热进行了数值研究,详细讨论了多孔材料厚度(0≤e≤1)和渗透率(10-5≤Da≤10)等参数对管内换热特性和压力损失的影响.结果表明:利用多孔材料调整流场分布,剪薄边界层厚度,能够有效地增强管内换热.当Da=10-4时,管内充分发展Nu数最大能够增至空管时5.5倍左右.但管内压力损失随着多孔材料厚度e的增加或Da数的减小而急剧增大.因此在实际应用中,应采用部分填充多孔材料,文中建议最佳的多孔材料厚度e取O.6左右,此时换热可以得到相当程度的强化,而且压力损失控制在可接受的范围内.     

含湿毛细多孔介质干燥过程相变传热传质分析

分析了含湿毛细多孔介质干燥过程的主要机理,建立了以液相饱和度、温度和气体压力为参数的一维数学模型, 采用全隐式有限差分方法对该模型进行了数值计算。计算结果表明,干燥过程可分为两个阶段:不稳定阶段和稳定阶段。 在不稳定阶段,模拟参数变化剧烈,而在稳定阶段,模拟参数变化平稳。     

多孔涂层横向抽吸效应强化膜状凝结换热的研究

研究多孔涂层界面抽吸效应对强化膜状凝结换热的影响。考察了多孔涂层的特性参数对凝液膜厚度和换热系数的影响。与Nusselt理论预示值对照表明,多孔涂层界面抽吸效应是强化膜状凝结换热的重要因素。     

离心力场中伴随瞬态固化与再熔现象的渗流传热过程

针对离心渗铸充型过程中金属铝熔液的瞬态固化与再熔现象,建立了旋转多孔介质内的渗流传热理论模型。通过理论分析,获得了复合管离心渗铸充型过程中伴随有瞬态固化与再熔现象的压力分布以及渗透界面与再熔界面移动速度计算公式,建立了界面移动速度与温度间的耦合关系,分析了流场变化规律。结果表明:多孔预型体内发生的液固共融现象对流场分布具有重要的影响,增大孔隙率和离心转速,有利于提高流场局部温度,缩短液固两相熔融区的长度,降低熔融区内固化率。由于渗透前沿发生瞬态固化导致该区域的空隙率减小,熔液的有效流通截面变窄,使得流场局部压力和速度发生波动。     

多孔介质模型在管壳式换热器数值模拟中的应用

本文详细讨论了多孔介质模型在管壳式换热器数值模拟中的应用,开发了一套能自动生成多孔介质特性参数的通用程序。该程序主要基于三维交错网格及SIMPLE算法,然后运用该模型,采用改进的κ-ε模型和壁面函数法,对换热器壳侧的湍流流动进行了数值模拟。计算结果与换热器冷态实验结果符合良好,表明该模型和计算方法是切实可行的。     

多孔复合介质周期结构热传导和质扩散问题的多尺度数值方法

本文针对一类复杂的多孔复合介质的热传导和质扩散问题,给出具体的多尺度渐近展开公式,并在此基础上设计了有限元算法格式,它是宏观和细观相结合的数值方法。理论分析和数值实验均表明：多尺度数值方法对求解多孔复合介质周期结构的热传导和质扩散问题是可行的和有效的。     

多孔介质内轴对称流动与相变传热过程的双倒易边界元数值模拟

本文将轴对称双倒易边界元方法拓展应用于数值模拟多孔介质内轴对称的流动与相变传热过程,得到了其内非稳态温度场、压力场和速度场,及相变界面时间推进图象。     

高热流密度激光作用下含湿多孔材料的传热传质分析

建立了快速高热流密度激光作用下含湿多孔材料传热传质数学模型,并采用恰当的数值处理方法进行了数值计算.结果表明,快速高热流密度激光作用下含湿多孔材料的传热传质具有经典热质传递理论难以解释的超常效应-非傅立叶与非费克效应,且非费克效应比非傅立叶效应更明显,较高含湿量的材料在高热流密度激光作用下的非费克效应应予以足够重视.     

温室内多孔蓄热墙传热与流动特性

本文采用一维稳态饱和多孔介质能量双方程模型,对温室内多孔蓄热墙的传热与流动特性进行了研究.结果表明:多孔蓄热墙的固体骨架与空气之间的换热取决于空气的入口流速、多孔材料的孔隙率、渗透率和固体骨架的导热系数,由于多孔蓄热墙接受的太阳辐照是不均匀的,因此推荐采用具有不同孔隙率的新型复合多孔蓄热墙,以减少这种不利的影响.     

加热方式对真空冷冻干燥热质传递机理的影响

1引言真空冷冻干燥（简称真空冻干）是多孔介质在低温低压下相变界面移动的耦合传热传质过程，其数学模型带有典型的非线性，难于精确求解［‘，2］。从应用上而言，真空冻干具有设备投资高，能耗大，干燥时间长的缺点。能量的供应即加热方式、升华水汽的流动条件、物料的输运性质是影响真空冻干性能的主要因素间。本文以牛肉的真空冷冻干燥过程为例，建立过程的非稳态数学模型，利用数值求解的结果，结合实验分析，研究了通过千层的辐射加热和通过冻结层的导热加热条件下真空冻干过程中传热传质的机理，分析了加热方式对缩短干燥时间的影响…     

磷化铟单晶生长中的传热和流动分析

用有限元法对轴向磁场存在下3英寸磷化铟单晶液封提拉法生长中的传热和流动进行了求解．结果表明:液封改变了晶体表面被封部分的换热,进而影响生长界面的形状．增加磁场强度能有效减弱熔体和封层内的流动,并使生长界面形状发生变化。增加提拉速度,生长界面形状由凸变凹．随晶体转速的增加,多涡胞流动出现．     

水驱油藏中油水两相分布规律微观模拟及分析

水驱是提高原油采收率的重要方法,我国除四川以外,19个采油区块均采用注水方式开采。由于油藏多孔介质油水多相流动的复杂性,理论和试验研究都存在一定的局限。本文参考油气井工程研究所拍摄的实例照片建立物理模型,经过合理的简化建立数学模型,借助fluent模拟软件进行模拟。模拟结果表明,岩石的润湿性和油、水的界面张力是影响油、水两相流动的重要参数。     

STUDIES OF THE TRANSPIRATION COOLING THROUGH A SINTERED STAINLESS STEEL PLATE

This study concerns the liquid transpiration cooling effect on thermal protection of a porous plate wall. The results indicate that the effectiveness reaches more than 95% for a very weak effusion rate, about 0.1%, that is to say 50 times weaker than that of gas effusion. The concentration profile in the boundary layer is calculated experimentally and the rate of liquid evaporated is then calculated numerically, using a model based on utilization of momentum equations in laminar flow for the boundary layer. The results of this numerical study confirm evaporation rates calculated by semi-empirical relations.     

多孔介质高强度传热传质的理论研究

提出了高强加热下含湿多孔介质传热传质新模型,模型包括的水分种类齐全、水分迁移机制全面,假设条件相对较少,考虑了非Fourier传热效应和非Fick传质效应,模型通过具体的含湿量分区分析得到简化。     

定热流加热管湍流入口段的耦合热流分析

对圆管内物性随温度变化的吸收-各向同性散射介质的湍流入口段,数值研究了定热流加热下辐射与湍流正在发展流耦合换热的稳态热流特征．采用低雷诺数k-ε模型与SIMPLEC算法求解湍流流动与对流换热,采用蒙特卡罗法求解辐射换热;根据耦合换热温度场,采用等权抽样的蒙特卡罗法计算辐射热流。通过模拟计算,给出了介质内的耦合换热辐射热流与导热热流分布。通过分析介质光学厚度、散射反照率、壁面黑度对热流的影响,得出一些有价值的结论．     

非共沸混合物分离过程热质传递模型研究

本文对R32/R125/R134a三元非共沸混合制冷剂在实现变组成容量控制的组成调节装置中的分离器即填料塔中的传热传质过程进行了理论分析,建立了初步的热质传递模型.对热质传递模型的计算结果进行了分析比较,说明本文建立的热质传递模型是合适正确的.     

螺旋折流板换热器层流流动与换热的数值模拟

应用多孔介质和分布阻力模型对一螺旋折流板管壳式换热器的壳侧层流流动与换热进行了三维数值模拟,并与该换热器的实验研究结果进行了对比分析,符合程度良好.证明了该方法能有效地模拟螺旋折流板换热器的流动和换热特性.