多孔介质中熔融盐流体高温斜温层蓄热的热特性

对熔融盐高温斜温层蓄热过程进行了较深入的理论与实验研究.基于多孔介质局部热平衡理论,建立了多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热的局部热平衡数值模型,研究了熔融盐、多孔介质孔隙结构参数对多孔介质中熔融盐流体传热与流动的影响规律,并在熔融盐传热-蓄热实验平台上进行了试验研究.结果表明:与熔融盐单相流体斜温层(无填充多孔介质)蓄热系统相比,多孔介质填料能够减少斜温层的厚度和改善其形状,采用单位体积热容量(pc)s大于(pc)f,孔隙率(?)小于0.4有利于降低斜温层厚度及其移动速度.揭示了多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热系统的蓄热特性,为熔融盐高温斜温层蓄热的设计和运行控制提供依据.     

多孔材料气凝胶气固耦合传热研究

多孔材料气凝胶内气体与固体之间的耦合传热对其隔热性能具有较大的影响。基于气凝胶微观结构,建立了气凝胶内气固耦合传热模型,并获得了分析解。所提出的模型与文献实验数据、理论计算及数值模拟结果进行了比较,验证结果证明了本文所建立的耦合传热模型具有较高的预测精度。与已有的耦合传热模型相比,本文建立的耦合传热模型具有计算简单且预测精度较高的优点。     

多孔介质强化池内沸腾换热特性

为探讨多孔介质对强化池内沸腾传热的机理,在38×3mm的容器内上,应用多相流VOF模型,耦合多孔介质流动与传热模型,通过添加用户自定义程序实现了对光滑和多孔加热壁面的池内沸腾传热过程进行数值模拟。数值模拟结果与实验结果相符合,所建立的数学模型为多孔介质的沸腾传热研究提供了依据。     

多孔介质快速干燥过程热质耦合方程的代数显式解析解

对多孔介质快速干燥过程的传热与传质耦合方程组导出了两套代数显式解析特解。这些解首先可以作为计算传热传质学的标准解,用以检验数值计算的准确性、收敛性与稳定性等,还可以启发数值工作者改进计算技巧例如差分格式与网格生成技术等。当然,解析解还会有其相应的理论价值。     

焚烧炉中多孔介质状垃圾团块传热分析

以焚烧炉中垃圾团块的传热问题为背景,研究含高水分的多孔介质在高温环境下的传热规律。气、固相处于非热平衡态,分别列出其能量方程,且能量方程中考虑辐射项。从描述多孔介质传热的质点方程出发,采用局部容积平均法导出平均化方程,根据经验修正方程中的系数,并列出适当的初始条件和边界条件,用数值计算方法求出垃圾团块中气、固两相的温度场。     

机械加工多孔层在大气压和高于大气压时的沸腾换热

1引言在过去的二十年中，已研制出诸如HighFI。、Thermoexcel－E、Ge、－T、CIT等多种高性能强化沸腾换热结构［‘－’］，其中ThermoexcelE型结构是机械加工多孔层中有代表性的一种，并进行了较多研究＊‘］。但迄今为止，研究工作多限于一个大气压时的沸腾工况［‘，’］，而较少涉及非大气压时的情形。本文对一种ThermoexcelE型机械加工多孔层在大气压和高于大气压时的沸腾传热进行了实验，提出了简化物理模型，进行了流动与传热分析，综合实验数据，建立了相应的传热关联式。2实验研究实验装置参见文献＊。多孔层基体为厚壁紫铜管…     

多孔介质中流体输运的孔尺度SPH模拟

本文采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法[1]对流体流过多孔介质的过程进行数值模拟,方法与程序用经典的Poiseuille流与多孔介质流动的Kozeny解进行了验证.PH进一步用于数值模拟跨膜流动,获得了跨膜流动中速度场随时间的演化过程.多孔膜孔径在1 靘到200 靘范围内,流体跨膜渗透速度的SPH结果与K-K方程的计算值吻合较好.文中还讨论了粒子数目与计算精度的关系.本文的计算结果表明SPH方法具有模拟多孔介质微流动的能力.     

多孔介质中盐指现象的数值模拟

运用基于杂交网格的高精度数值方法研究了多孔介质中的盐指现象.该算法将基于边界拟合坐标下的高精度有限差分法和高精度的泊松方程快速求解器有效地结合在一起,从而达到提高整体的计算精度、计算效率和稳定性的目的.通过比较不同孔隙率的多孔介质对盐指对流的传热传质效应的影响,发现在标准孔隙率较低的多孔介质中,盐度扩散的速度明显比热扩散的速度快,盐指很快触及上下壁面,使得上下层的盐度梯度迅速减小,这是与非多孔介质具有明显差异之处. 关键词： 多孔介质 双扩散对流 盐指     

双层多孔介质内预混燃烧的实验和二维数值模拟

对双层多孔介质燃烧器内丙烷/空气预混燃烧进行实验和数值研究.实验对多孔介质燃烧器内固体温度场分布进行测量分析;数值计算利用商业软件FLUENT6.2,通过添加用户自定义标量方程和用户自定义函数,对有壁面散热的双层多孔介质内预混燃烧进行了二维模拟,并与实验结果进行了比较.结果表明,双层多孔介质燃烧器具有良好的稳定燃烧范围和较低的污染物排放;壁面散热对多孔介质燃烧的影响不可忽视.     

管内层流充分发展段等效热边界层的构造及其场协同分析

本文采用数值计算方法分析了圆管中部分填充多孔介质时在充分发展段的流动与传热特征,并运用场协同原理分析了其强化传热机理.结果表明,采用部分填充多孔介质的方法可以在管内流动充分发展段构造等效热边界层;选择高热导率、高孔隙率的多孔介质以及合理的多孔介质填充率,可以显著强化换热而不引起流动阻力的过度增加.与传统的在流体边界区域采取传热强化措施不同,此时,主要是在流动的中心区域采取传热强化措施.计算表明,性能评价指标PEC数可达6,因此,本文方法对于高效、低阻换热器的设计有一定的借鉴意义.     

物质内部有辐射的热传导问题

本文研究了在透明物质内部有辐射的热传导问题,得到了普遍的传热方程。接着详细研究了在稳定的情形下普遍传热方程在四种特殊形状的物体中的解,这四种特殊形状是,平面、圆柱体、球体、和长椭球。在平面问题中进行了数值计算,所得的结果与以前开累所得的不同。本文指出,开累忽略了热向各个方向辐射的性质,而只考虑了辐射在温度变化的方向,因而所得的传热方程不同。     

气凝胶纳米多孔隔热材料传热计算模型的研究

本文研究并建立了气凝胶复合隔热材料传热计算模型.针对气凝胶纳米多孔材料的分形结构特征,结合规则交叉球杆结构,提出了气凝胶纳米多孔材料的分形交叉球杆结构模型,并以此结构模型为基础,建立了气凝胶纳米多孔材料热导率分形计算模型,模型中同时考虑了尺寸效应对气相、固相传热方式的影响.对气凝胶中添加的遮光剂、增强纤维等微米典型结构,以Mie辐射散射理论为基础,结合Rossland扩散近似模型,考虑了辐射传热对热量传递的增强作用;同时结合经典的两相系统等效热导率计算公式,获得复合材料的辐射导热耦合热导率计算模型.本文从纳米尺度的气凝胶多孔材料传热模型到微米尺度的气凝胶复合隔热材料传热模型,建立了完整的气凝胶纳米多孔复合隔热材料等效热导率计算模型.模型与多个文献中气凝胶材料热导率实验数值进行比较,获得了满意的结果,验证了模型应用于气凝胶复合隔热材料等效热导率预测计算方面的有效性.     

实心与空心锥形喷雾与热多孔介质相互作用的数值研究

在KIVA-3V中增加了油滴碰撞热多孔介质壁面的碰撞模型、传热模型及空心喷雾的线性不稳定性液膜破碎模型(LISA).在多孔介质结构简化描述的基础上,详细模拟了实心喷雾与空心锥形油雾与热多孔介质之间的碰撞过程.针对Senda等人的实验进行了数值计算,油束碰壁后油滴和油蒸汽分布的数值计算结果与实验结果吻合得很好.计算结果表明油雾在碰撞到热多孔介质后,油束会发生分裂,为油滴的快速蒸发和油蒸汽与空气充分混合创造了前提.油滴初始动能相同的条件下,空心喷雾的油滴穿越多孔介质的可能性比实心喷雾要小.     

生物传热基本方程的研究

本文分析了已有的生物传热基本方程,采用多孔体模型导出了相应的基本方程,在此基础上,分析了生物组织的有效参数与骨架组织和血流参数之间的关系,这为测量在体组织热物性提供了有希望的前景。本文利用所提出的生物传热模型,按Pennes原文采用的数据资料对人臂径向温度分布进行了试算。结果表明,该模型相当适合Pennes原实验测试记录。     

多孔层在高于一个大气压下的沸腾两相流与传热

在前文［１］工作的基础上，利用微型多孔壁热虹吸管蒸发段模型，对粒状多孔层在高于一个大气压下的沸腾两相流与传热进行了分析；根据实验数据，建立了传热关联式。     

烧结多孔表面强化冷凝传热的实验研究

实验研究了不同粒径金属粉末烧结制备的多孔涂层表面对垂直管外水蒸气冷凝传热的强化作用。发现:粒径为50μm的细粉覆盖一层及两层的多孔管的传热效果反而不如光管,使冷凝传热效果恶化;而粉末粒径为250μm的烧结表面的强化传热特性比光管提高10％～15％,而且也明显优于粒径为50μm的表面。同时,两种不同粒径表面,两层粉末错落堆积烧结表面的传热效果也优于单层粉末烧结表面。基于孔隙微观结构变化对冷凝液流动与导热的影响分析讨论了多孔烧结表面强化膜状冷凝传热的机理。     

自由燃烧电弧中传热与流动的数值模拟

本文对自由燃烧电弧中传热与流动进行了数值模拟,计算域除包括电弧本身外,还包括阴极与阳极。为了避免等离子体鞘层中复杂的物理过程给模拟所带来的困难,对阴、阳极鞘层分别进行了简化处理。文中讨论了不同形式的能量方程及其离散格式对计算结果的影响。并在求解能量方程时,考虑了电极－等离子体交界面处特殊的传热机理。     

CPL蒸发器多孔芯传热传质特性的新数学模型

毛细循环泵(CPL),由于具有高热传输性能,目前已经成为大功率载荷的电子芯片排热系统的一个重要发展方向,尤其是在航空航天飞行器上。选择一种具有较大相变潜热的工质,例如甲醇, CPL可以传输相当大的热流。本文对CPL蒸发器多孔芯流动和传热的数值模拟提出了一个新的发展方向,就是在计算中加入非饱和模型数值计算。文中阐述了加入非饱和计算的三层模型对真实模拟蒸发器多孔芯流动和传热问题的重要性,并给出了应用新的三层模型所得到的初步计算结果。     

水流经垂直多孔介质同心套管的传热实验研究

本文报道了水向上流经垂直多孔介质同心套管混合对流的传热实验装置和进口段对流换热的实验结果.内装多孔介质的同心套管内热边界层的发展不同于空同心套管,多孔介质对流动的“扰动”明显地影响传热,在热边界层发展段的自然对流影响较大,且随着热边界层的发展其影响逐渐减小.     

周向间断T型肋槽管在大气压及高于大气压下的沸腾传热

一、引言 GEWA-T管是一种强化沸腾的高效传热管,但在高热负荷时,其性能下降,有待改进。本文将周向GEWA-T管与轴向矩形直槽管这两种表面结构加以复合,提出一种周向间断T型肋槽的多孔层结构;在大气压及高于大气压下,对这种多孔管进行沸腾传热实验和分析,以完善和发展多孔管强化沸腾传热的研究,并提供工程应用。