封闭腔内置倾斜换热管的自然对流数值模拟

数值模拟了封闭腔内置倾斜换热管的自然对流流动与换热。研究了瑞利数Ra(104～107)、换热管倾角θ(30～75°)、方腔高宽比A(3/5,1,5/3)条件下方腔内温度场、流场和换热管表面平均努塞尔数Nuav的变化规律。结果表明:换热管表面平均努塞尔数随着瑞利数的增大而增大,换热机理由导热逐渐过渡到对流换热,换热能力逐渐加强;随着换热管倾角的增大,方腔内的流动结构由双涡结构转变为单涡结构,平均努塞尔数与倾角呈递增关系,换热能力加强;随着方腔高宽比的减小,流动结构略有不同,由于方腔顶部二次涡的产生,使得流动换热加强。     

有体积热源的矩形空腔内层流自然对流的数值模拟

对具有内热源方腔的稳态层流耦合自然对流换热进行了三维的数值模拟,采用的模拟代码基于连续介质计算力学的开源库OpenFoam,解决了自然对流换热与固体传热的耦合问题.Ra数的变化从105到109.对外壁面为常温、方腔内充满含体积热源流体的自然对流计算结果表明,温度场、速度场与非耦合的工况有很大差异.     

多开口方腔内自然对流的流动与传热特性

以计算流体力学与传热学理论为基础,建立三开口方腔内有热源驱动自然对流的物理数学模型,利用CFD方法对多开口方腔内流体的流动特性进行数值模拟和理论分析。在4种不同的通风模式下,比较热源强度和活动开口位置对热源表面的Nusselt数和方腔的量纲1有效流通量等流体流动、传热参数的影响。结果表明,在有热源驱动的自然对流条件下,与开口通风位置相比,热源强度对方腔内热流场的均匀性有更加重要的影响,揭示了三开口方腔内流体的流动特性与换热规律。     

含竖直线热源松散颗粒物料的传热特性

基于Brinkman扩展达西模型,采用直角坐标系下的压力与速度耦合SIMPLE算法,对竖直线热源下松散颗粒的物料传热特性进行了数值模拟. 结果表明,竖直线热源作用下的松散颗粒物料中存在明显对流换热效应,且与粒度大小和空隙率无明显相关性. 热源表面平均Nusselt数Nuavg随瑞利数Ra增大呈线性增加趋势,而热源表面局部Nusselt数NuR与Ra之间的关系较复杂,但除热源表面顶端位置外,其余位置均可由关联式NuR=aRa2+bRa+c表示. 为降低对流换热的影响,利用热源表面温升数据测算试样导热系数时(交叉热线法),实验时间不宜超过120 s;而基于平行热线法测热物性参数,温度测点宜布置在试样筒中下部位置处(Y<0.33). 利用本模型计算的典型测点温升与实测结果较吻合,而利用热传导模型计算的部分测点温升与实测值最大偏差达17℃,中下部区域则较小.     

多孔介质方腔内置芯片热流耦合的LBM数值模拟

基于格子Boltzmann方法的渗流多孔介质耦合双分布模型，对表征体元（REV）尺度下含电子芯片的多孔介质自然对流进行数值模拟研究，主要研究不同物性参数对多孔介质自然对流的影响以及单电子芯片尺寸、多芯片布局等因素对电子芯片表面散热性能的影响。得出了如下研究结果：对于恒温单芯片的多孔介质自然对流，在达西数Da=10-2时存在临界芯片尺寸。在临界芯片尺寸条件下，流场扰动较更小的芯片尺寸更强，传热性能却几乎不变。不同瑞利数Ra条件下临界芯片尺寸不同，Ra越大，临界芯片尺寸越大，在Ra=103时临界芯片尺寸为0.203125倍方腔边长，Ra=104时临界芯片尺寸为0.25倍方腔边长，Ra=105时临界芯片尺寸为0.390625倍方腔边长。当多孔介质渗透率降低时，即Da=10-4时，不存在临界芯片尺寸，且芯片表面和冷壁处的平均Nusselt数均随Ra的增大而增大。对于恒温多芯片的多孔介质自然对流，在多孔介质渗透率较大(Da=10-2)的情况下芯片横排布置可取得最佳换热效果，在渗透率较小(Da=10-4)时芯片布局宜采用对角分布。     

竖直通道内水平管束自然对流的数值模拟

采用非稳态的层流模型对竖直通道内水平管束的自然对流换热进行了数值模拟。分析了管间距以及瑞利数的变化对管束自然对流的流动和换热特性的影响。数值模拟结果表明:随着管间距和瑞利数的增大,管间的流动由稳定的对称状态逐渐发展为随时间的周期震荡状态和混沌的震荡状态,并给出了管后所有对称流动状态消失的临界管间距和瑞利数。圆管换热在瑞利数较小时随管间距的增大变化较小,当瑞利数在106≤Ra≤108范围时,圆管换热总体随管间距的增大而减小。     

冷热圆管在封闭方腔内不同垂直位置的自然对流数值研究

利用有限体积法对冷热圆管在封闭方腔内不同垂直位置的自然对流现象进行了数值研究。讨论了瑞利数Ra和冷热圆管间距δ对方腔内自然对流流动与换热的影响, 其中瑞利数的变化范围为10³～10⁶, 圆管间距变化范围为0.3～0.6。为了揭示冷热圆管间的相互作用和圆管与方腔间的相互作用对自然对流换热与流动的影响规律, 比较分析了热圆管在上、冷圆管在下和热圆管在下、冷圆管在上两种情形下冷热圆管、方腔的自然对流换热能力的差异。研究表明:瑞利数的改变, 对方腔内温度场分布和涡流结构有显著影响;热圆管在下、冷圆管在上这种情形更有利于自然对流换热的进行;增加圆管间距δ, 热圆管和方腔的换热能力增强, 但冷圆管的换热能力却有所减弱。研究结果为核电站安全壳非能动余热排出系统的性能研究提供了理论依据。     

封闭腔内水自然对流换热数值模拟

为了揭示封闭腔内非Boussinesq流体在浮力驱动下所特有的流动换热现象和形成机理，采用CFD软件Fluent对封闭腔内水的自然对流进行数值模拟，得到矩形封闭腔高宽比、Rayleigh数、倾斜角度、壁面温度差对流动和传热的影响规律。研究结果表明：由于水的密度在3.98℃达到最大，两竖壁面温度跨越这一点时会引起流动图像反转；具有流动反转的双涡结构降低了对流换热平均Nusselt数；相同Rayleigh数下,高宽比为1对应对流换热平均Nusselt数最大值；倾斜角度对平均Nusselt数影响与Rayleigh数和温度边界条件有关。     

微细铜丝在水中自然对流换热

采用实验与数值模拟相结合的方法分别研究了封闭空间内水平放置的直径为39.9、65.8、119.1 μm的微细铜丝（微丝）在水中的对流换热,分析了微丝表面自然对流换热特性及机理。实验通过焦耳加热的方法测量了不同直径微丝在水中自然对流的传热系数及Nusselt数。同时建立三维不可压数学模型对微丝在水中的自然对流进行数值模拟,并将计算结果与实验值进行了对比。研究表明,数值模拟结果与实验值基本吻合,微丝在水中自然对流的传热系数随直径减小而显著增大,Nu则明显减小,且Nu随热通量增加的变化率也随直径减小而明显降低;微丝表面边界层厚度随直径减小而变薄,但边界层厚度与微丝直径的比值则逐渐增大;另外,对比微丝与常规尺度圆管表面自然对流的流场、温度场以及边界层分布,发现相同温差下微丝表面自然对流换热的边界层与常规尺度下沿壁面由底部向上发展的形状不同,而是沿微细丝表面呈椭圆形包裹于其上,因此削弱了表面对流换热强度,导致温度场呈现出较明显的导热特征。     

《化工学报》2007年第58卷第11期目次

综述与专论催化反应过程绿色集成系统热力学火用的计算及应用反式阿魏酸在溶剂中的溶解度传递现象R134a在水平双侧强化管外沸腾换热封闭腔内水自然对流换热数值模拟超疏水表面微通道内水的流动特性非共沸制冷剂非完全冷凝现象的假想及判据葡萄酒胶发酵中的内热源和传热特性多相流和计算流体力学颗粒旋转对鼓泡流化床内气固两相流动特性影响的数值模拟基于格子Boltzmann方法的单颗粒绕流数值模拟串行流化床内气固流动控制工业级管道中粉煤浓相流动特性规整填料干塔压降与波纹齿角的关系微小有限空间内微气泡控制生长的界面追踪与数值模拟石…     

含内热源的梯形腔自然对流换热数值模拟

引言 封闭腔体内的自然对流换热问题在实际工程中有着重要应用,因而受到越来越多的关注,工程实际中常用的腔体结构有方腔、圆形腔、三角形腔等.     

D(-)-α-(4-乙基-2,3-双氧代哌嗪-1-甲酰胺基)对羟基苯乙酸的合成

用双 三氯甲基碳酸酯(三光气)代替光气和4 乙基 2,3 双氧代哌嗪发生酰氯化反应,制备氧哌嗪酰氯(EOCP),进而和D(-) α 对羟基苯甘氨酸(p HPG)缩合,水解合成了D(-) α (4 乙基 2,3 双氧代哌嗪 1 甲酰胺基)对羟基苯乙酸(OH—EPCP)。酰氯化反应条件为:-15℃,n(Nu)∶n(三光气)∶n(氧哌嗪)=0 08∶0 4∶1 0,反应4h。EOCP收率大于90%。缩合反应温度15～20℃,n(EOCP)∶n(p HPG)=1 1∶1 0,反应3h。然后在室温下水解,得到白色粉末状产品。经精制后,w(OH—EPCP)>98 0%,收率(相对于p HPG用量)达88 0%。用元素分析、IR、1HNMR和MS对产品进行表征,证明了合成方法的可靠性。     

降解壳聚糖与水杨醛改性衍生物对Ca~(2+)、Fe~(3+)的螯合性质

过氧化氢对壳聚糖氧化降解反应适宜条件为:温度70～80℃;pH=4～7;w(H2O2)=5%。对降解产物(CTS′)与水杨醛进行化学改性得相应衍生物S CTS′(H)、S CTS′(Na)和还原产物RS CTS′(H)、RS CTS′(Na)。在pH=10～11的水溶液中对Ca2+的螯合(吸附)能力为RS CTS′(Na)∽S CTS′(Na)>RS CTS′(H)∽S CTS′(H)。同时给出S CTS′(H)在c(HCl)=0 10mol/L的介质中对Fe3+螯合的UV吸收光谱。     

工质循环性能实验评价的客观性探讨

以制冷空调热泵系统中CFCs、HCFCs工质替代研究为背景,对客观比较不同工质循环性能的实验评价方法进行了探讨.提出了两种引入附加温差(Δt_plus)和循环热力学完善度(ε)的改进型实验评价方式;给出了Δt_plus的概念、量化关系式和ε的计算方法.改进型的实验评价方式不仅在测量的公平性、评价的全面性上较原方式明显改进,还具有较好的可操作性.     

ACW/DVA仪测试判断涤纶FDY质量

讨论了ACW/DVA在线测试结果与FDY质量的关系。指出不同规格FDY产品的线密度离散系数(DS)、线密度变异系数(CV),计量泵系数(BGT)及线密度变异频率(DFV)应有不一样的控制范围。对75dtex/24f而言,DS≤2%,CV≤0.5%,BGT≤3%,DFV值控制10～13范围内较理想。     

酸性离子液体作催化剂的硝基苯加氢合成对氨基苯酚

针对硝基苯催化加氢合成对氨基苯酚(PAP)的过程,提出了Pt/SiO2和新型季铵型Brφnsted酸性离子液体N,N,N-三甲基-N-磺丁基硫酸氢铵(［HSO₃-b-N(CH₃)₃］HSO₄)构成的双功能催化体系。考察了离子液体浓度、Pt/SiO₂用量及操作条件对对氨基苯酚收率和选择性的影响。并与硫酸体系进行了对比。在85℃、4 h、0.4 MPa条件下,硝基苯转化率96.6%,对氨基苯酚的选择性为81.4%,优于Pt/SiO₂和硫酸溶液体系。可能的原因是,离子液体增加了硝基苯溶解度,并且抑制了中间产物苯基羟胺的深度加氢。反应后用减压过滤可分离出Pt/SiO₂催化剂;滤液经由萃取、减压蒸馏和结晶析出PAP。结果证明,该双功能催化体系重复使用3次,PAP收率没有明显的下降。     

Mn(Ⅱ)/O3降解草酸作用机制的定量化解析

利用Mn(Ⅱ)/O3氧化体系降解了草酸, 探讨并定量化解析了Mn(Ⅱ)催化臭氧化降解草酸的作用机制。结果表明,加入Mn(Ⅱ)能明显提高臭氧化降解草酸的效率, 体系R_ct值也有所增大。Mn(Ⅱ)/O3降解草酸的途径主要包括以下3种方式: 第一, 臭氧的直接氧化反应; 第二,羟基自由基(水中溶解臭氧分解产生)的氧化反应; 第三, Mn(Ⅳ)和Mn(Ⅶ)等高价锰对草酸的氧化反应。溶液pH值不但直接影响Mn(Ⅱ)/O3降解草酸的效率, 而且还决定了三者的贡献大小。在本实验条件下, 当pH值为2.9时, Mn(Ⅱ)/O3降解草酸的表观反应速率常数为28.280×10^-4 s^-1, 三者对草酸降解的百分比贡献为f_O3∶f_OH∶f_rest=2.1∶19.0∶78.9当pH值为5.3、8.0和10.0时, 草酸降解的表观反应速率常数分别为1.597×10^-4 s^-1、1.535×10^-4 s^-1和〖WTBZ〗1.545×10^-4 s^-1, 三者的百分比贡献分别为f_O3∶f_OH∶f _rest=24.9∶28.4∶46.7、f_O3∶f_OH∶f_rest=23.6∶54.5∶21.9和f_O3∶f_OH∶f_rest=19.6∶74.4∶6.0。     

一株蓝藻内生真菌的鉴定及其产物抑菌活性

从色球藻（蓝藻）的原生质体中分离出一株内生真菌DT06。形态学鉴定结果表明该真菌属于头孢属Cephalosporium,ITS测序结果显示该菌株与Simplicillium lanosoniveum(=Cephalosporium lanosoniveum)的同源性为98%,但菌株DT06的分生孢子及菌落颜色与S.lanosoniveum不同,因此DT06是S.lanosoniveum的变种,定名为Simplicillium lanosoniveum var.tianjinienssQ.L.Dong。模式标本保存在中国科学院微生物研究所菌物标本馆（HMAS）。活体模式菌种保藏在中国普通微生物菌种保藏中心（CGMCC）。进一步的实验结果表明：该真菌能产生对革兰阳性细菌有很强抑制作用的活性物质,并且该物质的合成与细胞生长部分偶联,沙保培养基有利于其抑菌物质的合成。     

手性动态固定相HPLC法拆分2-甲胺基-2-邻氯苯基环己酮对映体

在Nova PakPhenyl色谱柱上建立了拆分2 甲胺基 2 邻氯苯基环己酮(氯胺酮)对映体的HPLC方法。以甲醇、c(H3PO4)=0 2mmol/L磷酸水溶液为流动相,V(甲醇)∶V(磷酸)=45∶55,再添加N 苄氧羰基 S 苯基 L 半胱胺酸(BPC)为手性动态固定相试剂,c(BPC)=6 5mmol/L,流动相流速1 0mL/min,检测波长254nm,氯胺酮对映体的分离选择性系数1 08,分离度1 94,质量浓度测定的线性范围0 1～2 0mg/mL,相对标准偏差0 30%～0 68%,最小检测限为0 78μg。     

内插旋流片的管内流动与换热的数值模拟

通过数值模拟,详细考察了光管内间隔插有旋转角为270.°、旋流角为38.1°旋流片的速度场与热流场的分布特性及其相互间的协同，并对4种旋流片的场协同数进行了比较。结果表明，在同样Reynolds数下，根据场协同数的大小来排列的旋流片类型依次为270-38.1、180-38.1、270-20.3、180-20.3，且与传热性能高低排列是一致的。通过改善速度场与温度梯度场的协同程度是提高换热性能的一个有效手段，且内插旋流片能有效地改善速度场与温度梯度场的协同程度从而提高换热性能。