针翅管的强化传热试验研究

对针翅管进行了试验研究、试验介质涉及了气体（空气）、水－油、水－水等，并分析了针翅管的传热性能和阻力压降，得出了相应的流动换热准则关系式，结果表明针翅管结构明显影响流动换热性能。     

四种不同流程布置的风冷式冷凝器的试验研究

为了研究大型风冷式冷凝器不同流程布置送风条件对换热性能的影响,分别对不同迎面风速、不同迎风温度时的冷凝器换热量、制冷剂压降、相区长度进行了分析,结果表明:较低的迎面风速下增加合流点次数使两相区换热管长度增加,具有较高的制冷剂侧对流换热系数;在较低的迎风温度下,换热量随制冷剂合流次数的增加而增大;在较高的迎风温度下,换热量随制冷剂合流次数的增加而减小;T_(ai)=25 ℃,管内制冷剂在相对长度等于0.74的位置已经进入过冷区,T_(ai)=33 ℃时流程布置d的所有制冷剂合流点都处于两相区,导致合流之后制冷剂同时存在较大的压力梯度和较大的质量流速,使得制冷剂两相区饱和温度急剧下降至低于空气侧平均温度的温度区域。     

内置扭带换热管三维流动与传热数值模拟

对自转扭带换热管内流体的运动进行了分析,根据流体在自转扭带管内的切向运动特点,提出将自转扭带等效虚拟于静止扭带的思路。建立内置螺旋扭带换热管流体流动的三维物理模型,采用大型CFD软件FLUENT6.0中的RNG k-ε模型对内置扭带换热管内的流动与传热进行了数值模拟,得到了内置扭带换热管流体流动的速度、压力、湍流强度场分布规律及传热特性。比较了静止、旋转及旋转等效虚拟静止扭带换热管的传热和阻力降特性,分析了不同螺距对强化传热和阻力降的影响。速度场的模拟值与激光测速仪试验值进行了比较,二者吻合较好。     

换热管内污水湍流流动沿程阻力特性研究

针对污垢沉积引起换热管阻力变化的问题,建立了换热管内污水流动阻力变化的数学模型.本文提出管内污水流动的沿程阻力系数为洁净状态下换热管内污水的初始流速和时间的函数模型。基于此模型,通过理论推导获得了换热管内污水流动的沿程阻力系数表达式,分析了不同流动状态下沿程阻力系数的影响因素。通过试验获得了换热管污染后管内沿程阻力系数的半经验公式。结果表明:在考虑污垢底层影响时,管内污水流动的沿程阻力系数与洁净状态下管内污水初始流速和运行时间有关;该关系可用粘性底层的厚度和污垢厚度来表示。     

润滑油对管内沸腾换热影响研究综述

润滑油的存在会对管内流动沸腾换热产生影响，不同粘度、浓度的润滑油影响效果不同，不同的换热条件，如干度、质量流量、热流密度的变化也会改变润滑油对换热的影响。因此，本文对相火文献的研究成果进行了回顾，分析和总结了润滑油对管内流动沸腾换热的影响。     

最优影响因素下超燃冲压发动机煤油流动水平管冷却

水和煤油在管道中的温度分布是不均匀的,且超燃冲压发动机煤油流动水平管冷却过程,没有针对不同区域换热过程进行进一步细分,导致煤油流动水平管冷却通道内速度场的分布规律不够精准,最优冷却因素分析结果失真,影响煤油的冷却效果。为解决这一问题,提出一种超燃冲压发动机煤油流动水平管最优冷却因素分析。通过构建航空煤油的对流换热控制模型,将整个换热过程分成不同的阶段,获取进口温度、压力、热流密度对传热的影响,计算出加热壁面内、壁面与流体三者间的传热系数,得出的流动水平管冷却的边界条件,并以此为依据获取对水平管内超临界航空煤油传热的影响因素,完成对超燃冲压发动机煤油流动水平管优化冷却。实验结果证明：所提方法的管壁温度拟合度与实际值基本一致,且冷却效果好,表明所提方法在超燃冲压发动机煤油流动水平管冷却方面具有一定的应用价值。     

螺旋外肋管换热器壳侧流体流动与换热特性数值研究

利用CFD技术,研究了螺距及肋高对螺旋外肋管换热器壳程流体流动和换热性能的影响。建立了壳程周期性单元流道模型并进行数值计算,详细分析了不同螺距、肋高对壳程流体流动及换热的影响。结果表明,适当地减小螺距可以有效地强化管壁对流换热效果,同时伴随着摩擦阻力系数的增大,但综合换热性能更强。在高雷诺数区域,随肋高的增大,螺旋外肋管的换热性能随肋高的增加比较明显,而摩擦阻力系数的变化与肋高变化的程度大致相同。速度场和温度场的平均协同角随螺距的减小而减小,协同程度增强。提出了螺旋外肋管换热器壳程换热及阻力性能公式供相关工程设计参考,并对外肋管换热器壳程综合强化性能做出了评价。     

矩形翅片椭圆管热交换器流动和换热特性的数值模拟

利用CFD计算方法,对矩形翅片椭圆管热交换器进行了数值模拟,得到其在不同风速下的流动和换热特性,并就椭圆管和圆管之间阻力与换热特性进行了计算比较,分析讨论了片距及管排数对阻力特性的影响,为风洞热交换器设计提供依据。     

螺旋四叶换热管传热与流动性能数值模拟研究

设计了一种新型高效螺旋四叶换热管。通过数值模拟分析,得到速度场云图和温度场云图,研究雷诺数为4 000～20 000时曲率半径对螺旋四叶换热管传热与流动性能的影响。研究结果表明:螺旋四叶换热管的传热与流动性能随雷诺数的增大而提高;曲率半径增大能够破坏或减薄边界层,提高螺旋四叶换热管的传热与流动性能,同时减小压降。     

中冷器冷却扁管管内传热及流阻性能研究

为解决汽车空-空中冷器冷却扁管最优换热性能的问题,运用FLUENT软件,建立了4种不同断面结构的冷却扁管导热和管内流动换热耦合数学模型,采用CFD方法对该传热问题进行了数值模拟计算.将数值计算的传热努塞尔特数与Gnielinski传热关联式、摩擦因子f与Webb实验关联式、Filonenko经验公式、Blasius关联式进行了对比;良好的结果吻合性验证了数值计算方法的正确性;通过4种冷却扁管换热因子j和流动摩擦因子f的对比分析,提出了冷却扁管综合性能的评价方法(jlf)1/3.研究结果表明,采用无量纲因子(jlf)1/3方法评价口琴式冷却扁管具有最优换热性能,斜撑式冷却扁管次之,从而可为汽车空-空中冷器结构设计或匹配选型提供重要的理论依据.     

基于格子Boltzmann方法的分叉微通道内非牛顿流体流动特性研究

为探究分叉微通道内非牛顿流体的流动特性,将非牛顿流体幂律模型引入牛顿流体格子Boltzmann模型,在不同分叉角度矩形截面微通道内数值模拟不同质量分数剪切稀化流体的流动行为;通过分析流动过程中密度随时间的变化趋势以及稳态流动下的密度,得到微通道内压力的分布以及流动区间的压力降;分析溶液质量分数、入口速度与分叉角度对非牛顿流体流动特性的影响,探讨流体特性和微通道几何构型对非牛顿流体流动行为的影响机制。结果表明:分叉角度为90°的微通道内流体的压力降最小,当分叉角度大于90°时,压力降随着分叉角度的增大而减小,当分叉角度小于90°时,压力降随着分叉角度的增大而增大;流体入口速度和流体溶液质量分数增大,压力降均增大;流体溶液质量分数增大使得分叉角度和入口速度对出口处压力降的影响更为显著;微通道内各截面处压力降分布呈抛物线形。     

脉冲防暴水炮管内湍流的大涡模拟及实验验证

作为以刺激剂驱散为主要防暴手段的脉冲防暴水炮,其发射管内的气液湍流运动对于脉冲防暴水炮管外射流及其雾化影响较大,必须进行深入的研究分析。采用二维大涡模拟模型对管内湍流进行了数值模拟,玻璃管内气体撞击水柱的高速摄影实验用于模拟验证。验证表明,大涡模拟较标准k-ε模型能更为准确地描述管内的气液参混,用其进行管内湍流模拟是可行的。为脉冲防暴水炮的数值研究找到了可靠手段,所得结论为水炮的优化设计及变初始边界条件的数值模拟打下了一定基础。     

气力输送中变径管道系统设计的研究

介绍了气力输送中变径管道的设计方法和主要参数（临界速度、管径、压降、气体流速、变径位置、变杆角）的确定。通过分析实验数据,说明采用逐渐增大管径的变径管道可以有效地降低输送管道中的气速、压损和能耗。     

脉动热管实验台的搭建及可视化实验研究

介绍了脉动热管可视化实验台的搭建,通过此实验台可以定量研究工质种类、充注量、管道特性、倾斜角度、加热功率、冷却能力等参数对脉动热管传热性能的影响,并能实现整个管道工质流型变化的可视化,通过可视化实验观察到,脉动热管从启动到稳定运行的过程,工质的流型会经历泡状流、弹状流、塞状流到搅拌流的变化.     

水电站月牙肋岔管的计算机辅助设计

主要介绍了月牙肋岔管的设计计算方法,并介绍了利用ObjectARX开发工具开发AutoCAD应用程序的方法,所开发的应用程序集岔管体形设计、有限元网格自动剖分和展开图的绘制三大模块功能于一体,能完成水电站月牙肋岔管的绝大部分设计工作,提高了设计效率和精度,满足了工程设计的要求。     

管流中椭球形沉降微粒团再悬浮控制因素分析

沉降微粒再悬浮是柴油机排气微粒净化捕集及微粒采样过程中的一个重要现象。以管流中的柴油机排气沉降微粒为研究对象,通过建立的管流中椭球形沉降微粒团再悬浮静态受力模型,对管流中椭球形沉降微粒团再悬浮的控制因素进行分析,重点研究微粒团形态的变化对沉降微粒团再悬浮控制因素的影响。研究结果表明,沉降微粒团的形态、微粒团与壁面间的粘附角、排气平均流速以及排气管径等因素对管流中沉降微粒团的再悬浮具有重要的影响。通过研究,得到沉降微粒团粘附角、排气平均流速以及排气管径等微粒团再悬浮控制因素对管流中椭球形沉降微粒团再悬浮的影响规律。研究结果对于深化管流中柴油机排气沉降微粒团再悬浮及其控制的认识具有重要的意义。     

Comprehensive experimental study of liquid-slug length and Taylor-bubble velocity in slug flow

Slug flow is an intermittent two-phase flow pattern that provokes undesirable pressure variations in pipes. Mathematical models are commonly used to study these variations; so that it is necessary to know the experimental liquid-slug length, Taylor-bubble length, and pressure drop to validate such mathematical models.In this work, we experimentally studied the water-air slug flow through an acrylic pipe loop 6 m long and 0.01905 m internal diameter. We assembled infrared sensors on the acrylic pipe to get voltage signals accordingly to the presence of liquid-slugs or Taylor-bubbles. We applied Fourier transform on the voltage signals to obtain dominant frequencies to determining the liquid-slug length.Moreover, we obtained the cross-correlation function to get the delay time between two groups of the voltage signals to determine the velocity of Taylor-bubbles. Additionally, we measured the liquid-slug length by video technique and pressure drop with a digital manometer. The liquid-slug lengths obtained by using dominant frequencies are in agreement with the ones measured by video technique.On the other hand, Taylor-bubbles could touch or not the wall pipe at different inclination pipe angles; this affects pressure drop. Then, we observed the inclination angle when the Taylor-bubble detaches from the wall of the pipe, under different flow conditions. We found that the Taylor-bubble detaching angle is 45°, and as the inclination angle is higher, the slug-liquid and Taylor-bubble lengths are smaller. The detaching angle can be used as a criterion to neglect the gas shear-stress into mathematical models to improve predictions of the hydrodynamic behavior of slug flow.     

钢岔管的展开计算及绘图应用程序开发

建立了贴边岔管的数学模型，提出了一种可行的展开计算方法。利用ObjectARX开发AutoCAD绘图软件，采用基于MFC的Windows对话框，并利用ObjectARX AppWizard创建对话框应用程序。开发的应用程序可用于绘制贴边岔管主支管及贴边的展开图，方便钢岔管的设计，为制作过程中的下料拼接提供依据。     

气液环状流周向液膜测量传感器的优化设计

以气液两相环状流管道横截面的周向液膜为测量对象,采用单台高速摄像机和平面反射镜组构建了虚拟双视角的视觉传感器,并对传感器进行了优化。基于虚拟双目立体视觉原理建立虚拟双视角视觉传感器测量模型。为了尽可能增大有效拍摄视角以获得更多液膜流动信息,综合考虑视场区域、传感器尺寸、测量距离以及管道光路折射等因素,对虚拟双视角视觉传感器模型进行了分析和设计,优化了传感器模型的结构参数。理论分析及实验结果表明:优化后的虚拟双视角视觉传感器可以获得近300°的有效周向测量视角,远远优于使用单台高速摄像机进行直接拍摄。该项研究为通过双视角视觉传感器进行气液两相环状流周向液膜的实时测量提供了理论基础,对研究液膜厚度和分析环状流流动状态具有重要意义。     

环路型脉动热管启动特性的试验研究

建立了部分可视化的环路型铜管-乙醇脉动热管试验台,通过合适的管路布置实现不同的环路数目,试验通过动态数据采集和对管内流型的观察,研究了不同环路数目、充液率、倾斜角度和加热量情况下无重力和逆重力运行的启动特性以及环路数目对传热性能的影响.结果表明:当脉动热管运行时,在相同加热功率下,热阻随着环路数目的增加而减小,在相同环路数目下,热阻随着加热功率的增加而减小;超过一定环路数目并且加热段有适量的工质和足够大的加热功率下,其可以无重力启动运行,但本装置还没有实现逆重力启动运行.