涡发生器对矩形截面螺旋细通道内液体传热与熵产的影响

为探究湍流状态下涡发生器对矩形截面螺旋细通道传热与熵产的影响，课题组采用RNG κ ε湍流模型对内置5种不同涡发生器的螺旋细通道的传热和熵产进行了数值研究。选取的涡发生器结构为具有相同长宽高的矩形、棱形、椭圆形及2种放置方式不同的三角形。在热流密度300 kW/m和雷诺数Re 4 500~12 000的条件下，对内置不同涡发生器的螺旋细通道与光滑螺旋细通道的摩阻系数、努塞尔数、热阻和总熵产进行分析。结果表明：在研究的雷诺数范围内，5种加入涡发生器结构的通道内流体努塞尔数、摩阻系数均大于光滑通道，热阻均低于光滑通道；当Re<7 500时总熵产率均低于光滑通道，而7 500<Re<12 000时反之。几种涡发生器结构中矩形涡发生器结构能源利用率最佳。     

带有双倾斜肋片的细通道内液体流动与传热特性

为提高细通道热沉的传热性能，设计了一种内置双倾斜肋片的细通道热沉。通过数值模拟的方法对双倾斜肋片细通道的传热特性、流动特性以 及综合性能进行研究。分析了在一定雷诺数范围内细通道的摩擦阻力因数、努塞尔数、综合性能评估值以及总热阻的变化情况。结果表明：在雷诺数较低时肋片 长度为1.5 mm的通道综合传热性能最佳，在雷诺数较高时肋片长度为1.0 mm的通道综合传热性能最佳。综上可知加入双倾斜肋片的细通道可以增加传热，并降低 总热阻从而有效地提高传热性能。     

涡发生器结构对螺旋通道传热和熵产的影响

为考察恒热流密度时不同形状涡发生器对螺旋通道内流体湍流状态下传热特性的影响,采用RNG K-ε湍流模型,对内壁光滑以及内置体积相同的半球形、圆柱形和圆锥形涡发生器的螺旋通道进行数值模拟。在工质为常温水,热流密度为50 000 W/m2,入口温度为298 K,入口速度范围为0.5~1.0 m/s的条件下,研究了湍流状态下4种螺旋通道的 努赛尔数、泊肃叶数和综合性能评价因子（η）,并根据热力学第二定律进行熵产计算。结果表明：在湍流状态下,3种涡发生器对努塞尔数的影响不大,泊肃叶数有所增加,η均小于且接近1,总熵产提高,并随雷诺数的增加而减小。综上可知,涡发生器结构的改变对螺旋通道的传热效果影响较小,对熵产提升显著。     

柔性管道中纳米流体的熵与辐射传热研究

采用压力梯度和外加均匀轴向电场驱动,探究纳米流体在平行板柔性纳米管道中的流动与传热特性.利用双电层模型,基于壁面低电势的假设,借助于Debye-Hückel线性化近似化简Poisson-Boltzmann(P-B)方程,得到电势场分布,进而在考虑粘性耗散,壁面滑移,焦耳热和热辐射效应情况下,求解修正的Navier-Stokes(N-S)动量方程和能量方程,获得了速度场和温度场的解析解,以及努塞尔数和熵,并对各物理量进行了图形化描述,分析了不同参数对流体流动和传热的影响.     

有限时间的蒸气压缩制冷循环热力参数优化

基于有限时间热力学的理论,引入无因次熵产率,提出转换温度的概念,以无因次熵产率和无因次制冷率表示实际制冷循环热力性能完善程度和制冷能力大小,分析了实际蒸气压缩制冷循环反映温差的各无量纲量和性能参数比等对循环性能的影响及相互关系.研究结果表明,在不增加不可逆传热温差的情况下,环境温度不变,可采用提高低温热源温差比、降低高低温热源比和性能参数比的方法来提高制冷率.     

螺旋扭曲扁管管外传热性能数值模拟

为了研究螺旋扭曲扁管管外强化换热性能,采用周期性边界条件对螺旋扭曲扁管管外层流流动与换热性能进行 了数值模拟和理论分析,并且与圆管进行比较。通过建立不同规格的螺旋扭曲扁管换热器几何模型,得出螺旋扭曲扁管 的长短轴比a/b越大、螺距s越小,其管外传热性能就越好,强化传热综合性能评价因子就越大,与此同时,其流动阻力 也会增大。随着Re数的增大,强化传热综合性能增强,但趋势变缓。该研究结果对螺旋扭曲扁管换热器的设计有一定 的参考价值。     

燃气轮机装置热力参数优选下的回热器结构参数优化

引入无量纲熵产数Ns表示燃气轮机装置热力性能的完善程度,对其进行热力性能熵产分析,综合考虑压力比π、温度比τ和回热度σ对熵产数Ns的影响,进行了熵产数Ns尽可能小的热力性能参数优选.以板翅式回热器为例,采用穷举法优化计算方法,期望传热面密度达到最优.经热力参数与结构参数优化,达到提高燃气轮机循环效率、减少耗能的目的.     

LNG绕管式换热器管内压降和热传递的数值模拟

针对目前LNG绕管式换热器在设计时存在管内低温传热的不确定性,采用FLUENT软件分析了大螺距螺旋管 在湍流状态下管内的压降和冷却传热特征。研究中分别采用4.8 MPa的气态甲烷和液态甲烷为介质,探讨了螺旋管结 构、雷诺数Re、普朗特数Pr对压降和努塞尔数Nu的影响。结果表明：管径、缠绕直径、Re及Pr对压降和/VM的影响较 大;螺距对传热和压降影响较小,可忽略不计。并将模拟值与Jayakumar等半经验值做对比,结果趋势一致。最后拟合出 适用于LNG低温冷却状态下的Nu公式,为LNG绕管式换热器的工艺计算提供一定的依据。     

水平管降膜蒸发器管外膜状流流动特征研究

为了探究水平管降膜蒸发器管外液膜分布的优劣对其传热性能的影响,课题组建立了水平管三维模型对管外膜状流流动进行数值模拟,得到液膜沿水平管轴向和周向的分布规律,并对膜厚波动幅度Δ进行研究;分析了流量、布液高度及管外径对管外液膜厚度的影响。结果表明：当周向角度一定时,液膜厚度沿水平管轴向小幅波动;膜厚波动幅度Δ在θ为10°~20°时逐渐减小,其最大值为0.168 62;在θ为150°~170°时逐渐增大,其最大值为0.362 91;当θ为20°~150°时,膜厚波动幅度Δ＜0.075 00,液膜流动呈现平稳发展的趋势。研究表明液膜沿水平管周向流动可划分为3个区域：θ为10°~20°时为冲击区,θ为20°~150°时为稳定区,θ为150°~170°时为尾流区。液膜厚度随流量的增大而增大,随布液高度和管外径的增大而减小。     

水泵驱动的动力电池组高效液冷及热管理技术研究

动力电池的温度呈非均匀分布，常规等强度冷却的空冷或者PCM热管理技术难以满足动力电池温度均匀性的要求。为了对动力电池进行更好地热管理，课题组基于分形理论与电池温度分布设计了由水泵驱动的3种高效液冷流道，并采用共轭传热模型进行了数值模拟分析。数值模拟研究结果表明：树型流道在获得较好的流动均匀性的同时具有较低的流阻，在相同泵功耗下能够实现较低的压降损失和良好的均温性能。     

微管道阵列流体流动及其耦合传热的数值模拟

针对一种阵列式微管道换热器,利用FLUENT软件对其进行了数值模拟。将恒壁温、恒热流和流固耦合计算方 法的模拟结果进行对比,结果表明：采用流固耦合传热边界条件更有助于揭示换热器局部温度场变化的实际情况,模拟 结果与实际情况吻合较好,能够为微管道换热器结构优化设计提供参考依据。     

薄层液膜毛细对流换热问题初探

本文讨论了水平流道上薄层液膜的热毛细对流换热问题;在列维奇的热毛细对流模型基础上,考虑了液膜厚度方向的温度梯度;分析了线性流动模型和回流流动模型。采用有限差分法对薄膜内的流动特性和通过液膜热量传递的强弱进行了定量分析,预测了液膜流动与换热强弱之间的依赖关系,求得了无量纲数M(=Re·Pr)与毕渥数B_i和壁面温度梯度之间的变化关系。通过对无水乙醇进行的实验测定,测得了液膜表面流动速度与液膜温度梯度之间的关系。实验结果与数值预测基本一致,偏差值约20%。     

扭带管内油的受迫对流换热实验

以30~#透平油为工质,对在光管内插入三种不同扭率扭带的受迫流动的冷、热态流阻及换热性能进行了实验。实验的雷诺数为200～1150,普朗特数为320～590,实验结果表明:在本实验范围内,插有不同扭率的全长连续扭带管的换热系数为光管的1.7～2.6倍,而阻力系数为光管的3～7.5倍;且扭率的大小对扭带的流阻与换热影响较大。另外,还对间断扭带管内油的受迫对流换热进行了实验。     

热漏对制冷机生态学准则的影响

制冷机除传导不可逆外,还存在热漏等其它不可逆因素.进一步考虑热漏对制冷机性能的影响,导出了反热阻、热漏影响的制冷机生态学优化准则,为制冷机的优化设计提供了理论依据.     

管内旗形件后掠角对油类介质对流换热的影响

实验研究了水平圆管内插入旗形件时其后掠角对30~#透平油的对流传热及流阻特性的影响。实验圆管为Φ24 mm×2 mm×700 mm的紫铜圆管,后掠角为86°,81°,76°,70°,65°五种。其它参数范围为:146≤Pr≤206,1067≤Re≤6857,0.07相似文献   

单头螺旋槽管的强化换热研究

对螺旋槽管强化换热机理进行了理论分析,并结合实验结果分析了管内雷诺数R e、槽深及螺距对螺旋槽管换热和阻力的影响.     

超薄板焊接熔池流场数值模拟

为了研究超薄板焊接质量差的问题,根据流体力学和传热学原理,建立超薄板焊接熔池的二维数值分析模型。 电弧热源模型采用高斯热源分布模型,模型考虑了超薄板固态金属的热传导、熔池与外部环境的对流辐射、熔池内部液 态金属质点的热传递、材料的热物理性能参数部分随温度变化等因素。采用FLUENT对超薄板微束等离子焊接熔池模 型进行求解,得出了熔池温度场、流场分布,并讨论了几种作用力对超薄板熔池流场的影响。研究结果表明表面张力是 超薄板熔池内部液态金属流动的主要驱动力