管间距对开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响

为了获得管间距对开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响规律,对5种不同翅片管换热器进行了数值模拟研究,并进行了模化试验验证。结果表明:开缝翅片管束的传热和阻力特性与翅片侧气体的Re数有关,随着Re数增大,翅片侧Nu数增大,摩擦因子f逐渐减小;纵向间距S2对开缝翅片管换热器的综合流动传热性能的影响较大。数值模拟与试验结果偏差较小,采用数值模拟方法能够比较准确地分析开缝翅片管换热器的传热与阻力特性。     

油气散热器传热特性的分析研究

运用fluent软件对油气散热器管内流动的传热特性和阻力特性进行了数值模拟,得出了管内努赛尔数Nu和阻力与雷诺数Re的关系曲线,然后进一步对管内外的流动与换热进行试验研究,并根据试验数据将管内外的换热系数分离出来,得到了管外换热的关系准则式.将管内的传热和阻力特性的数值模拟和试验研究结果进行对比分析表明,两者具有很好的一致性.     

开缝布置方式对开缝翅片管换热器 传热与阻力特性的影响

为了获得开缝布置方式对开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响规律,对5种不同翅片管换热器进行了数值模拟研究,并进行了模化试验验证。结果表明：增加开缝会提高翅片管换热器的传热性能,但阻力也随之增加;与开缝位置相比,开缝数量对开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响更大;在Re=4800~7500日时,开缝翅片管换热器综合流动传热性能 随着Re数的增大而增大;在5种翅片中,开缝翅片的综合流动传热性能高于普通平直翅片;数值模拟与试验结果偏差较小,采用数值模拟方法能够比较准确地分析开缝翅片管换热器的传热与阻力特性。     

回转式空气预热器传热元件阻力特性试验研究

回转式空气预热器的阻力特性是决定空气预热器转子尺寸的主要依据之一.回转式空气预热器的阻力特性主要受传热元件结构参数影响.试验利用大型传热风洞试验系统,在模拟回转式空气预热器实际运行工况条件下,通过测量试验段整包传热元件压降,得到了传热元件摩擦因子对数与雷诺数对数之间相互关系,为空气预热器数值计算提供基础数据.通过不同类...     

H形翅片管束传热和阻力特性的试验与数值模拟

根据大型电站锅炉省煤器的运行工况,对单H形和双H形翅片管束气侧的传热与阻力特性进行了模化试验研究,并利用Fluent软件对H形翅片管束的流场和温度场进行了数值模拟,得到单H形和双H形翅片管束的传热与阻力特性变化规律.结果表明:H形翅片管束的传热和阻力特性与气体的Re有关,随着气体Re的增大,气侧Nu不断增大,传热性能提高,而Eu则逐渐减小,并趋于定值;在相同Re下,单H形翅片管束气侧Nu大于双H形翅片管束气侧Nu,而气侧Eu则小于双H形翅片管束气侧Eu;数值计算结果与试验结果误差较小,采用数值计算方法能比较准确地分析H形翅片管束的流动与传热特性.     

组合肋通道流动与传热特性的数值分析

本文采用数值模拟的方法研究了一种新型组合肋通道的流动与传热特性,主要对比了不同肋型通道的传热性能和阻力性能,考察了雷诺数、肋间距和肋高对通道壁面特征数的影响规律.结果 表明与矩形肋、半圆肋通道相比,组合肋通道的综合传热性能最好,且阻力损失小.     

新型横纹螺旋盘管强化传热的数值模拟

为了增强螺旋盘管的传热性能,对现有的普通螺旋盘管进行优化设计,提出一种管壁向内凸起形成环肋的异型管,称为横纹螺旋盘管。通过数值模拟方法对横纹螺旋盘管和普通盘管内部流动和传热过程进行模拟。应用场协同原理对其速度场和温度场的协同作用进行分析。实验数据与仿真结果的误差在5%以内,验证了数值模拟方法的正确性。在不同Re(雷诺数)条件下,计算两种盘管的Nu(努塞尔数),进而与Gnielinski(格尼林斯基)修正公式计算结果进行比较,误差在10%以内。结果表明:环肋结构通过工质旋转流动破坏边界层厚度,改善了管内速度场与温度场的协同程度,从而实现了强化传热。在较高的Re范围内,横纹螺旋盘管的Nu为普通盘管的1.29~1.43倍。因此,横纹螺旋盘管具有更好的传热性能,为异型螺旋盘管的研究及工程应用提供一定的理论依据。     

单向开缝翅片管换热器传热与阻力性能的数值模拟及试验研究

对一种单向开缝翅片管换热器进行了数值模拟及试验研究,分析了不同翅片间距及管径下单向开缝翅片管换热器的传热与阻力性能的变化规律。数值模拟和试验结果的对比表明,采用数值模拟方法研究单向开缝翅片管换热器的传热与阻力性能是可行的。     

具有浇注缺陷的扰流柱流动与换热特性的对比分析

采用数值模拟方法对两种具有浇注缺陷的扰流柱通道的换热和流动阻力特性进行了模拟,重点研究了断裂结构和束腰结构扰流柱的影响,并与完整扰流柱通道进行了比较。结果表明所研究的扰流柱通道与完整扰流柱通道相比,其换热效果和压力损失系数相差不大。具有断裂结构和束腰结构的扰流柱减轻了叶片的重量,降低加工精度,对通道的流动和换热特性的影响不大,甚至具有一定的强化传热作用。     

扁管通道的轿车暖风器传热性能研究

对轿车暖风器的传热性能进行了数值模拟和实验研究,将数值模拟与试验结果相对比,验证了壁面温度选取的正确,为进一步的数值模拟研究打下了基础。依据实测数据,将管内外侧的对流换热系数从传热系数中分离出来,得到了管外换热关系无量纲准则式;对管内外的换热特性、阻力特性进行分析,指出了改善暖风器传热性能的方法,同时验证额定工况性能指标的合理性。     

燃气涡轮叶片内部冷却结构的设计与实验

通过某型号涡轮气冷叶片的设计与验证,建立了一种简化的气冷叶片流热解耦设计模拟方法,结合对流冷却、冲击冷却的实验结果,通过调整冷气参数,达到控制叶片表面温度的要求.在平面叶栅热风洞中,通过调整尾流板角度,控制叶片表面流动状态,满足叶栅流动的周期性条件,保证了热测量的正确性.完成了气冷叶片的设计、分析与验证的系列工作,为今后研制气冷叶片建立了扎实基础.     

微型燃气轮机CW原表面回热器芯体内传热及阻力特性分析

建立微型燃气轮机CW(交叉波浪型,Cross Wavy)原表面回热器三维周期性充分发展数值计算模型,对芯体内传热和阻力特性进行了分析,确定了质量流量和温度水平对换热量及压降的影响,给出了CW原表面芯体板内阻力、传热因子以及努塞尔数与雷诺数之间的经验关联式。传热及阻力性能分析结果表明:随着雷诺数的增大,回热器芯体单元传热系数增大,传热量逐渐增加,并且随着低压高温烟气侧的进口温度升高,传热量增加幅度增大;回热器芯体单元回热度随雷诺数的增大而减小,随燃气进口温度升高而减小。     

数值模拟环形燃烧室两相反应流场

在任意曲线坐标系下,采用一种整体分区结合法,对包扩压器和火焰筒在在内的环形燃烧室三维两相反应流进行了数值模拟。所相采用Ｅｕｌｅｒ方法处理,并采用标准ｋ－ε双方程紊流模型、ＥＢＵ－Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ紊流燃烧模型,六通量热辐射模型;液相采用Ｌａｇｒａｎｇｅ法处理。在非交错网格体系下,气相用ＳＩＭＰＬＥ法求解,液相采用颗粒群轨道模型,并用ＰＳＩＣ算法对其进行数值求解,计算结果表明这种新方法是可行的。     

燃气轮机叶片内部直通道的肋片结构优化

提出了一种新型燃机透平叶片带肋直通道结构优化策略,采用ANSYS Workbench优化设计平台,应用Kriging代理模型和遗传算法对燃机叶片内宽高比为4、肋片角度为45°的带肋直通道进行了优化计算。结果表明:在带肋直通道切除部分肋片效率为负的肋片的新型结构可实现强化换热且降低流阻;优化后的肋片通道较未优化的通道,换热性能因子提升2. 9%,摩擦因子比降低可达3. 8%;通过寻优计算,获得了宽高比为4,肋片倾斜角度45°燃机叶片内带肋直通道最优结构参数。     

Flow structure and heat exchange analysis in internal cooling channel of gas turbine blade

This paper presents the study of the flow structure and heat transfer, and also their correlations on the four walls of a radial cooling passage model of a gas turbine blade. The investigations focus on heat transfer and aerodynamic measurements in the channel, which is an accurate representation of the configuration used in aeroengines. Correlations for the heat transfer coefficient and the pressure drop used in the design of radial cooling passages are often developed from simplified models. It is important to note that real engine passages do not have perfect rectangular cross sections, but include corner fillet, ribs with fillet radii and special orientation. Therefore, this work provides detailed fluid flow and heat transfer data for a model of radial cooling geometry which possesses very realistic features.     

Exergetic and engineering analyses of gas turbine based cogeneration systems

This paper presents exergetic and engineering analyses as well as a simulation of gas turbine-based cogeneration plants consisting of a gas turbine, heat recovery steam generator and steam turbine. The exergy analysis is based on the first and second laws of thermodynamics. The engineering analysis is based on both the methodology of levelized cost and the pay back period. To simulate these systems, an algorithm has been developed. Two cogeneration cycles, one consisting of a gas turbine and the other of a gas turbine and steam turbine and process to produce electricity and process heat have been analyzed. The results showed good agreement with the reported data.     

Influence of internal channel geometry of gas turbine blade on flow structure and heat transfer

This paper presents the study of the influence of channel geometry on the flow structure and heat transfer,and also their correlations on all the walls of a radial cooling passage model of a gas turbine blade.The investigations focus on the heat transfer and aerodynamic measurements in the channel,which is an accurate representation of the configuration used in aeroengines.Correlations for the heat transfer coefficient and the pressure drop used in the design of internal cooling passages are often developed from simplified models.It is important to note that real engine passages do not have perfect rectangular cross sections,but include a comer fillets,ribs with fillet radii and a special orientation.Therefore,this work provides detailed fluid flow and heat transfer data for a model of radial cooling geometry which has very realistic features.     

燃气透平第一级叶片燃气侧的流动与换热特性研究

对某重型燃气轮机透平第一级叶栅通道内无气膜冷却下的三维黏性流动与传热特性进行了数值模拟,对比了不同来流湍流度对叶片燃气侧流动与换热特性的影响,分析了静叶非定常尾迹对动叶换热特性的影响.结果表明:来流湍流度对静叶表面的换热特性有明显的影响,但对动叶表面换热特性的影响很小;静叶尾迹对动叶表面的换热特性影响较大.     

舰船燃气轮机高压涡轮动叶多维热耦合设计方法

针对舰船燃气轮机复杂高效冷却叶片设计,基于压力修正算法建立冷却叶片一维管网设计方法;通过快速求解可压缩边界层微分方程获得叶片外换热边界,基于参数化的叶片网格生成方法,采用全隐式有限体积的固体导热求解方法,构建了冷却叶片的耦合传热模型,开发了耦合传热计算程序。对某高压涡轮动叶进行多维热耦合设计,确定冷却流路及冷气分布,通过三维气热耦合计算验证了设计方案的可行性,通过对比分析验证了多维热耦合设计方法对主要流通单元的流量、压力误差小于5%,具备较高的工程应用价值。     

舰载燃气轮机间冷器内部流动的三维数值模拟

板翅式换热器是舰载燃气轮机首选换热器形式。针对平直型翅片的矩形通道的结构特点,建立了流动换热分析的耦合计算模型,采用计算流体动力学（CFD）方法对间冷器的通道流场进行了数值模拟。给出并分析了计算区域内多个截面的温度、压力、速度、局部传热系数等参数的分布图形和变化趋势,并考察了不同工况下间冷器的工作能力。