新型板式换热器导流区特性的数值模拟及场协同分析

增大总传热系数和减小压降是当前研究改善板式换热器性能主要关注的两个方向。为分析导流区结构对板式换热器传热、压降以及场协同关系的影响效果,建立两种板式换热器计算模型。利用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)软件对两种板式换热器模型内流体不同工况下的流动和传热特性进行数值模拟,对比分析了两种模型流道内的速度场、温度场和压力场以及各场间协同性,并利用强化换热综合性能指数(Performance evaluation criteria,PEC)进行评价。结果表明:新型导流区使板式换热器板间流体的速度场与温度场分布更均匀,压降阻力减少,其综合性能更优。同时,场协同理论分析也表明,新型导流区改善了速度与压力场的协同关系。该新型板式换热器导流区设计对于提高板式换热器性能具有指导意义。     

错列排布S型翅片流道内流动与传热特性数值研究

对错列排布的S型翅片流道内的流体流动与传热特性进行了数值计算研究,考查了局部、流场分布,分析了不同雷诺数下局部传热系数分布,随着雷诺数增加,传热系数升高.同时从场协同的角度分析了传热系数变化的原因.与传统波纹翅片结构进行对比,S型翅片结构协同角降低,场协同程度提高,对流传热系数增加.     

热量运输机理及在管内螺带强化传热的应用

在较小流速和较低粘度的假设条件下,通过对流体微元能量方程变换,提出热量运输的观点.据此观点分析影响对流传热的主要因素并发展场协同理论.对螺带插入换热管内的流体受力情况进行分析,指出各个力对流场的影响.结合热量运输的观点,提出改善管内流动阻力、提高综合传热效率的方法.运用数值模拟得到管内流体流动和传热特性的分布规律.分析表明螺带后光管长度大约500～600 mm时,此段光管具有最大的综合传热系数.分析还表明在较长换热管条件下,螺带插入长度有更大的调整空间,可根据实际情况调整螺带长度以获得较大的传热系数或者较低阻力损失,而综合传热系数依然保持较高水平.证实了在热量运输机理指导下开发新的强化传热结构的可行性.     

槽道流动与传热的主动控制模式

依据近壁湍流结构及主要特征,提出三种改变流体传热与流动特性的主动控制模式,即顺流下扫模式、逆流下扫模式和垂直下扫模式.对实施主动控制的矩形槽道中的流体流动与传热特性进行数值模拟,并对三种主动控制模式与流体流动、传热间的相互作用进行分析.数值模拟的结果表明,顺流下扫控制模式可以较好地抑制近壁流体的喷出,改善流体的流动与传...     

场协同理论及其在脉动流传热技术中的应用前景

针对目前脉动流强化传热研究中的问题,提出了将场协同理论应用于其机理研究。分析了现有脉动流强化传热问题的研究理论,指出了现有理论的局限性。介绍了场协同理论,阐述了其在研究脉动流强化传热问题中的优势。结合已有研究结果,分析了场协同的观点应用于脉动流强化传热研究的可行性和应用前景。研究结果表明,场协同理论是独立于具体技术之外的基本理论,将其应用于脉动流强化传热机理研究是必要的和可行的,得到的结论具有较好的普遍性,对于脉动流强化传热技术的工程应用与理论研究具有指导意义。     

内置式温差发电器热通道的数值模拟

内置式结构在强化传热的同时将不可避免的对流体的流动产生阻力,为研究不同内置结构对温差发电器热端综合换热效果的影响,利用fluent商用软件对热通道的内流场和换热特性进行了数值模拟。详细介绍了从CAD软件辅助建模,网格划分和边界层定义到计算结果输出与后处理的整个过程,并通过计算得出了不同速度条件下光管、内置板以及内置粗糙肋板等热端模型的阻力与传热特性,并通过对计算结果的分析为热通道的结构优化指出了方向。     

一种新型仿生翅片及其对流体流动与传热影响

研究板翅换热器翅片结构对流体流动以及传热影响,结合鲨鱼鳃型结构,提出一种鲨鳃型强化传热翅片。该翅片的主要作用在于增大流体流动过程中的湍流效应,改变同层翅片不同流道内流体的流动方向,促进不同流道内流体穿梭流动,降低换热器同层翅片相同截面流体温差,提升换热器的传热效果。通过改变鲨鳃型翅片开口上翘角度α、开口大小s,分别研究12种工况下换热器内部温度场、速度场、压力场以及湍流场的变化特性,得出新型翅片结构下板翅换热器内流体速度、温度、压力以及湍流强度分布。从分析结果中可看出,s=1 mm换热器内流体速度变化最大达到47.38%,温度变化达0.7℃/m,换热器流道内湍流强度达0.816%。α=10°流体湍流强度达到3.162%,温度差值最大达到1℃/m。分析结果表明翅片开口大小s对流体流场的影响要强于上翘角度α,对温度场变化的影响则要弱于翅片上翘角度α,翅片开口角度对换热器内速度与压强影响不大。     

Research on performance of vehicle radiator with Iouvered fin

通过数值模拟方法对百叶窗翅片散热器流道中流体的流动和传热性能进行研究,将数值模拟结果与文献实验关联式计算结果进行对比,验证了数值模拟方法的正确性.将百叶窗翅片散热器的翅片间距与百叶窗间距两者关联起来,分析了其比值Fp/Lp和百叶窗倾角对于百叶窗翅片流道传热和压降性能的影响.而后分析了百叶窗翅片结构参数对于百叶窗流道间流体流动效率的影响.研究表明,百叶窗翅片的传热系数和压降随着Re数的增大而增大,随着百叶窗翅片间距与百叶窗间距比值Fp/Lp的增大而减小,随着百叶窗倾角的增大而增大.流动效率随着Re数的增大而增大,随着百叶窗翅片间距与百叶窗间距比值的增大而减小,随着百叶窗倾角的增大而增大.     

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。     

波纹板凹凸结构参数对传热性能的影响

板壳式换热器的强化传热在于其板片的结构。以一种新型波纹板为研究对象,建立流体流动模型,利用FLUENT流体力学软件,分析特定工况下不同参数的凹凸结构对波纹板传热性能的影响。结合模拟所得相应的温度场及压力场云图,分析当凹凸结构参数发生改变时,波纹板内介质流动及传热情况,运用软件后处理器得出凹凸结构参数与波纹板压降及传热系数关系曲线,直观地反映出凹凸结构参数对波纹板传热性能的影响。本研究为板壳式换热器的强化传热与设计提供了参考,同时可以指导实际生产,具有一定的工程实际意义。