基于构形理论的变断面导热通道体-点导热优化

根据构形理论体-点导热模型,对均匀内热源单点冷却控制体进行构形优化.介绍构形理论在导热问题中的研究应用,并在已有文献基础上,结合经过优化的变断面导热通道,以矩形单元体为基础,按从内部小结构到外部大结构的过程,对所给控制体进行向外构形优化.然后,从控制体总体结构开始进一步对其进行向内构形优化,在给定相同参数条件下,分析比较各级最佳构形体的热阻大小,得到完整的解析解;确定构成各级高级构形体所需的低一级构形体的最佳数目:求出控制体热阻最小时的最优构形级数.向内构形优化的结果表明,增加控制体内部复杂程度并不总能降低其热阻,而是存在最佳的构造级数,使热阻达到最小.     

激光制备针翅微热管与传热实验研究

电子产品快速发展同时导致了热量高等问题,为了延长电子产品使用寿命,研究平板微热管的传热性能是解决该问题的关键。为了研究激光制备针翅平板微热管的传热性能,首先采用理论建模确定针翅最优结构,然后通过激光制备针翅平板微热管,最后通过实验研究倾角、工作液体、充液率以及槽道结构等因素对针翅平板微热管传热性能的影响,并以温差、热阻以及当量导热系数作为评价针翅平板微热管传热性能指标。结果表明:以水为工作液体,倾斜角度为90°,且在充液率为45%时的针翅平板微热管的传热性能最佳。     

不同工质沟槽式微热管传热性能实验研究

为了研究工质对沟槽式微热管传热性能的影响,通过试验对不同充液率下,不同工质对沟槽式微热管的温差、热阻与极限功率等性能的影响进行研究.结果表明:充液率对丙酮热管的温差变化影响较大,在相同情况下,丙酮热管需要更高的充液率.乙醇热管的温差性能较差,但充液率小的乙醇热管其热阻较小.水热管的极限功率最高,且在100%的充液率时,有着最为良好的传热性能,较另两种工质更适合用于高功率场合.该研究对实际生产和应用中的工质选择有着重要的参考意义.     

基于Matlab偏微分工具箱的矩形肋片传热性能分析

以矩形肋片为研究对象,采用Matlab偏微分工具箱得到矩形肋片的温度场分布,分析肋片厚度和高度比对肋片传热性能的影响。结果表明:存在一个最佳的肋片厚度和高度比使得无量纲温度取得最小值。结果对肋片的优化设计提供了理论指导。     

火积耗散理论在超临界二氧化碳传热优化中的应用

火积耗散原理为评价、优化换热器性能开辟了新的途径。为了使火积耗散均匀分布原则和温差均匀分布原则更好的应用于实际换热过程,采用编程迭代的方法,采用某两种优化原则进行改进,基于改进后的两种优化原则,分析比较了二氧化碳在不同进口压力时,两种原则优化的效果。结果表明,从有效度、火积耗散数等沿换热方向的大小变化,显示火积耗散均匀分布原则优化结果明显优于温差均匀分布原则,表明火积耗散均匀分布原则的传热效率高于温差均匀分布原则。     

采用微通道蒸发器的分离式热管空调传热性能的试验研究

设计了一套采用微通道换热器作为蒸发器的分离式热管空调,并试验研究了充液率、室内外温差和风机风量等因素对其传热性能的影响。试验结果表明:充液率过大过小均会影响系统的传热性能,其最佳充液率为120%左右;室内外温差越大分离式热管空调传热效果越好,空调传热量在室内外温差为20℃时比室内外温差为8℃时增加了228%;当风机风量低于2000m3/h时,传热量和EER随着风量的增加而增大,当风机风量超过2000m3/h时,增加风量对传热量的影响减小,而EER开始呈现下降趋势。     

横管蒸发纵管冷凝式热管充液量、倾角对传热的影响

通过搭建试验台对横管蒸发纵管冷凝式热管进行试验研究,分析该型热管在不同充液量和不同的倾角的情况下传热性能的变化。经分析发现,充液量和倾角两个因素都对该型热管的传热性能有很大影响。当倾角变化时,其热阻随倾角增加而不断增加且存在临界角。倾角在到达临界角之前热阻上升缓慢,倾角大于临界角后其热阻急剧增大。当充液量变化时,随充液量增大热管热阻先减小后增大;且在60%充液量时热阻最小,传热性能最佳。     

扭旋叶片组合方式对静态混合器湍流传热性能的模拟分析

分别对一个截面上安有1～4个扭旋叶片的静态混合器的湍流传热性能进行模拟分析,并利用热量传递势容耗散评价四种组合方式下静态混合器的传热性能.研究结果表明,在相同的粘性耗散条件下,单叶片与双叶片组合的热量传递势容耗散量接近,四叶片组合的热量传递势容耗散量最低,三叶片组合在两者之间;四叶片组合的传热效率最高,三叶片组合次之,双叶片组合与单叶片接近.多叶片组合排列方式形成的多纵向涡明显改善了近壁区二次流速度场与温度场的协同性.     

现代电子设备热设计展望

应用传热工程解决电子设备的温升控制,已日益成为结构设计人员关心的问题。从维护电子设备运行的可靠性看,必须限制电子元器件的最高(或最低)温度;为使电路的性能最佳,则元件之间的温度变化应减至最小。因此,电子设备热设计的根本任务在于从热源至热耗散环境之间提供一条尽可能低的热阻通路,通常称为冷却系统的设计。传统的冷却方法,一般是利用某些介     

不同传热规律时不可逆吸收式热变换器循环性能

建立了考虑泵热空间到环境的热漏、工质循环的内部不可逆性以及工质和热源之间传热遵守Qoc△(Tn)传热规律时的不可逆四温位吸收式热变换器循环模型,导出了循环泵热率和泵热系数的一般关系:并导出了线性唯象传热定律时循环泵热率和泵热系数的基本优化关系、性能极值、循环中工质的最佳工作温度和换热器传热面积的最佳分配关系;通过数值算例分析了传热规律、热漏和内不可逆性对循环性能的影响规律,比较了传热面积最优分配前后循环的最优性能。     

水平槽道内几种周期性结构的传热与流动研究

采用数值模拟方法,对流体在不同周期性结构二维水平槽道内的传热性能与流动特性进行研究。分析不同雷诺数条件下,布置于槽道下壁面的障碍块表面时均努塞尔数Nu及表面摩擦因数μ的变化规律。计算结果表明,当障碍块之间量纲一距离分别为0.50和0.25、雷诺数Re=1 000时;槽道上、下壁面均布置障碍块的传热性能较仅在槽道下壁面布置障碍块的传热性能有了显著提高,前者比后者的传热性能分别提高393%和574%。当雷诺数Re=500、障碍块之间量纲一距离为0.50时,对在槽道中间设置一斜板与不设置斜板两种情况进行比较后发现,设置斜板的槽道比不设置斜板的槽道传热性能提高27.1%。当在下壁障碍块右上角处放置一小圆柱体后发现:传热性能并未得到有效提高,但流动摩擦因数有所减小,从而使得输送流体的泵功降低。     

利用ABAQUS与正交试验理论的TRB成形参数优化

在有限元软件ABAQUS中建立连续变截面板的数值模型,以影响变截面板矩形件成形的板料过渡区长度、板料过渡区位置和板料厚度比等为参数,以最大料厚减薄率和板料节约率等为考核目标,通过数值模拟和正交优化方法,对比分析不同方案下最大料厚减薄率和板料节约率,确定最优方案,以提高变截面板的成形性能.结果表明,厚度过渡区的长度对矩形件成形的影响最大,过渡区的位置次之,厚度比的影响最小.     

基于传热势容耗散极值定理的室内温度场优化

根据传热势容耗散函数,利用变分原理在给定条件下对耗散函数求极值,获得场协同方程,求解场协同方程获得室内最佳流场。研究发现,流场优化之后室内流体温度分布更为均匀;传热势容耗散增大,对流换热能力减弱,室内的平均温度升高,但流场的扰动更加剧烈,冷热流体混合更趋于均匀,室内流体温差减小;进口风速提高,虽然可以提高进口冷空气和室内热空气的对流传热系数,带走更多热量,使室内流体的平均温度降低,但进口冷空气对室内热空气的稀释作用也会增强,导致室内热空气的温度梯度减小,换热能力减弱,所以进口风速应合理选择。     

窄点温差匹配对ORC系统性能的影响

选取多种有机工质,以单位净功的换热面积(Heat exchanger area per unit power output,APR)为目标函数对有机朗肯循环(Organic Rankine cycle,ORC)系统进行优化分析,讨论蒸发器与冷凝器的窄点温差匹配对系统经济性能的影响。探讨在不同的热源温度、冷源流量以及蒸发温度下,窄点温差之比对系统经济性能的影响的变化,从而确定最优的系统参数。研究结果表明:对于所选工质,均存在一最优窄点温差比,使系统的经济性能最佳,并且对于不同工质,最佳窄点比存在差异。最佳窄点温差比随窄点温差之和以及热源温度增加而增大,随蒸发温度升高而减小,而冷源流量对最佳窄点温差比几乎没有影响。窄点温差的匹配对系统参数的选择有较大的影响,合适的窄点匹配关系能有效改善ORC系统性能。     

低压涡轮Spoon叶片设计技术平面叶栅数值研究

为探索低压涡轮Spoon叶片设计中叶型厚度和厚度径向分布对叶栅性能影响,以低压涡轮平面叶栅为研究对象,对不同叶型最大相对厚度和厚度径向分布情况下叶栅流场和性能开展了数值模拟研究,研究结果表明:Spoon叶片设计存在叶片性能与重量最优组合,最佳叶型最大相对厚度为0.2左右;叶片增厚径向范围应不小于二次流影响区域,综合考虑叶片性能与重量因素,10%以下叶高与端区最大厚度一致,然后线性变化到20%叶高的厚度分布变化规律最佳。     

基于金属型热交换特点的铝合金铸件生产涂料工艺

基于金属型铸造热交换的特点,涂料层的热阻成为传热的主要热阻.通过调整涂料的配方与厚度,提高金属型的使用寿命和铸件的品质.     

负泊松比基元蜂窝结构研究

以传统凹角六边形负泊松比结构为主要参考对象,通过拓扑优化得到较为完整的负泊松比基元优化构型,并基于该构型建立了6种基元几何模型.探讨了不同蜂窝排列方式下的蜂窝结构性能差异,选取合适的排列方式对6种基元建立的蜂窝结构进行了冲击仿真研究.以吸能量、比吸能、峰值碰撞力及结构等效泊松比为评价指标,对比分析了不同基元蜂窝结构的结构性能,筛选出综合性能最优的基元结构.选取汽车前端结构,将传统凹角六边形结构及最优基元结构进行三维排列组合填充入吸能盒内,进行了汽车前端碰撞应用对比.结果表明基于拓扑优化的各基元结构在吸能效果及承载能力上皆高于传统凹角六边形结构,选取的最优基元结构在汽车前端碰撞应用中具有更好的吸能效果及负泊松比特性,其压溃距离大大降低.     

多孔丝网作两相毛细泵环毛细芯的研究

建立了一套毛细泵环路热管及其性能测试系统,采用不同多孔丝网构成了3种毛细芯,在以水为工质的毛细泵环路热管运行中做了实验.实验表明复合芯的热阻比单一丝网的热阻小8%,复合芯的传热极限比单一丝网的传热极限高3% .因此丝网毛细芯的结构对CPL传热性能有较大影响,采用复合毛细芯可以得到较好的传热性能.     

基于VOF法的蒸汽管回转干燥机排液管的流动模拟试验分析

蒸汽管干燥机传热性能的优劣直接影响被干燥产品的质量,而排液管的排液能力对蒸汽管干燥机的传热性能有很大的影响。通过fluent软件对蒸汽管干燥机4种排液管的排液能力进行模拟,通过分析比较,从中选择了最佳角度的排液管,并且根据此排液管对中心管内螺旋叶片与排液管出口的角度进行优化分析,使得冷凝液不会回流到排液管中。从而使蒸汽管干燥机的传热性能得到提升。     

基于冷却数的逆流湿式冷却塔性能分析与导风板选型优化

针对某600 MW机组的逆流湿式冷却塔在侧风条件下冷却效果恶化现象,采用CFD的FLUENT软件,对进风口处加装导风板的冷却塔传热传质性能进行了数值模拟。通过设置不同的导风板结构参数,并基于冷却数评价方法研究了导风板长度、安装角及弧度的优化选型。模拟结果表明:当风速为4 m/s时,冷却效果最差,此时采用叶片长度为6～8 m的导风板冷却效果最好;定风速4 m/s工况下,直板型叶片最佳优化安装角为40°,与无板相比,冷却数的平均优化度■为0.659;定风速4 m/s、安装角40°工况下,旋流型叶片最佳优化弧度为30°,与直板相比,■为0.761。