Lie group analysis for the effect of temperature-dependent fluid viscosity and thermophoresis particle deposition on free convective heat and mass transfer under variable stream conditions

This paper examines a steady two-dimensional flow of incompressible fluid over a vertical stretching sheet. The fluid viscosity is assumed to vary as a linear function of temperature. A scaling group of transformations is applied to the governing equa- tions. The system remains invariant due to some relations among the transformation parameters. After finding three absolute invariants, a third-order ordinary differential equation corresponding to the momentum equation and two second-order ordinary differential equations corresponding to energy and diffusion equations are derived. The equations along with the boundary conditions are solved numerically. It is found that the decrease in the temperature-dependent fluid viscosity makes the velocity decrease with the increasing distance of the stretching sheet. At a particular point of the sheet, the fluid velocity decreases but the temperature increases with the decreasing viscosity. The impact of the thermophoresis particle deposition plays an important role in the concentration boundary layer. The obtained results are presented graphically and discussed.     

EAST装置离子回旋加热天线电流带热结构分析

介绍了EAST装置新型离子回旋加热(ICRH)天线电流带的设计结构。通过对电流带实际工况的计算得出电流带的工作温度分布,以此来模拟实际工作条件下电流带的热载荷承受能力以及对电流带结构的影响。论证了在实际工况热载荷条件(0.2MW)下,电流带辐射面温度及电流带整体结构强度满足设计要求。     

微重力气液两相流动与池沸腾传热

综述了近年来中国科学院微重力重点实验室(国家微重力实验室)完成的一系列微重力气液两相流动与池沸腾传热方面的地基实验、飞行实验和理论研究等方面获得的主要成果.在微重力气液两相流动方面,提出了半理论Weber数模型用于预测微重力条件下气液两相弹-环状流转换,并采用Monte Carlo方法,针对气泡初始尺寸对泡-弹状流转换的影响进行数值研究.通过俄罗斯"和平号"空间站与IL-76失重飞机实验,获得了微重力下的气液两相流型图,与此同时在地面利用小尺度毛细管模型模拟了微重力气液两相流动特征.实验测量了微重力气液两相流压降,并基于微重力流动特性建立了一个泡状流压降关联模型.在微重力池沸腾传热方面,利用我国返回式卫星完成了两次空间实验,其中,第22颗返回式卫星搭载铂丝表面R113池沸腾实验采用控制温度的稳态加热方式,而实践8号育种卫星搭载平面FC-72池沸腾实验则采用控制加热电压的准稳态加热方式.同时,还进行了地面常重力和落塔短时微重力条件下的对比实验研究.观察到丝状加热表面微重力时轻微的传热强化现象,而平板加热表面微重力核态池沸腾低热流时传热强化、高热流时传热恶化.微重力实验中观察到气泡脱落前存在横向运动现象,据此分析了气泡行为与传热之间关系,并提出了一个预测丝状加热表面气泡脱落直径的半理论模型.旨在对相关领域的进一步发展和空间两相流系统的应用提供数据及理论支持.     

多孔介质对流干燥外部传热传质的非平衡热力学理论

从非平衡热力学理论出发,以广义热力学力作为传质过程驱动势,建立了描述多孔介质恒速干燥阶段外部对流传热传质过程的热力学理论模型,并进行了数值计算,计算值与已有的实验数据吻合较好;同时,还将计算结果与传统的理论进行了比较,结果表明,非平衡热力学理论更能反映过程的物理本质。     

建筑构件内瞬态热湿分析中的多层求解方法

提出了一种求解一维多层建筑构件内瞬态耦合传热传质问题的有限差分逼近方法.求解过程中认为构件的内外表面处的热湿传递为瞬态过程,并考虑了多层墙体每一层物性参数的非连续性,从而避免了通常处理中边界条件设定为常数给计算带来的误差.利用该方法对典型的三层墙体层与层界面处相对湿度在24小时内的变化进行了计算,计算结果与文[6]的传递函数求解方法符合很好,可推广应用到对二维和三维耦合传热传湿问题的求解.     

模拟辐射传热的离散坐标法的改进

针对离散坐标法模拟求解炉内辐射换热的问题,在对辐射传递方程采用控制容积法离散时,按辐射方向上各界面之间的投影关系划分区域,对辐射传递方程在各子控制体上沿辐射传输方向进行积分,求解各子控制体的辐射强度,再取容积平均值作为最终节点的辐射强度的新离散坐标方法,定义为分段积分离散坐标法,并对三维矩型燃气炉内辐射换热进行了数值模拟,与传统离散坐标方法及区域法进行了比较,比较结果表明新离散坐标法较好的解决了假散射问题,提高了离散坐标法的精度.     

恒温平行板间多孔介质通道中的分层耗散流动

利用Darcy模型,研究了平行板间充填饱和多孔介质的通道中,在热量入口处传热的粘性耗散效应．讨论了等温边界情况．求得热量入口处局部温度和体积计算平均温度随Nusselt数的分布．给出了独立于Brimkman数的经充分发展的Nusselt数应为6A·D2并观察到,若忽略粘性耗散影响,将导致熟知的内流现象,此时Nusselt数等于4.93．还给出了有限差分数值解．结果表明解析法和数值法的结果吻合很好．     

非共沸制冷剂R417A在水平光滑管内的沸腾传热

应用一种快速、准确的隐式格式迭代数值计算方法 ,对非共沸制冷剂 R41 7A在水平光滑管内的蒸发过程进行了数值模拟。通过应用纯质的传热公式计算后与实验值相比较 ,数值计算结果高于实验值。     

槽道尺寸对平板式环路热管性能的影响

设计开发了一套平板式环路热管,比较了2 mm×1.5 mm和1 mm×1 mm(高×宽)两种蒸气槽道环路热管在不同倾角和充液率下的性能。结果发现,两种蒸气槽道在相同条件下最低启动功率相同,但前者启动时间和过渡时间较后者短。稳定运行时,除充液率为55%且功率小于150 W外,其他情况下前者运行温度比后者低。变工况运行时,随功率的增大,温度后者变化很大,而前者变化较小,前者自适应能力强。对于传热特性,两种槽道环路热管的热阻都随功率的增大而逐渐减小,最后趋于平稳;对水平、充液率为55%的系统,功率较小时前者热阻较大,功率增大后,其值大幅减小,215W时仅为0.12℃/W。     

微生物污垢对典型换热器传热影响研究

本文以电厂循环冷却塔塔底黏泥中分离纯化出的致垢微生物铁细菌为实验介质,利用污垢热阻动态模拟实验台,在恒定工况下(水温30℃,流速0.4 m·s-1),动态模拟了光管、缩放管、横纹管三种不锈钢典型换热器微生物污垢形成过程。在分析比较三种典型换热器传热性能的基础上,实验测试了三种换热器的污垢热阻,并对垢样成分进行了分析。结果表明:强化管(缩放管和横纹管)传热性能和抑垢能力优于光管,光管、缩放管和横纹管的污垢诱导期分别为;25 h、40 h和45 h,污垢热阻值为:6×10~(-4)m~2·K·W~(-1)、2×10~(-4)m~2·K·W~(-1)和3×10~(-4)m~2·K·W~(-1),由此表明三种换热管的传热和抑垢能力:缩放管横纹管光管。在铁细菌形成的污垢垢样成分分析中Fe元素含量最多,其次是C,表明循环冷却水中铁含量的多少是污垢形成的重要因素之一。