不同介质的新型集热器的数值模拟研究

设计了一种新型集热器,采用空气与水两种不同介质在集热器内加热,空气作为冬季室内地板送风供暖,水作为生活热水使用。通过利用Fluent软件进行模拟计算,得到了不同空气流速对于空气出口温度以及集热器的集热效率之间的影响。并且采用串联集热器的方法提高集热器空气与水的出口温度。为优化集热器设计以及降低能耗提供了依据。     

电子元件冷却的场协同分析

以电子元件冷却装置为研究对象,它是由内部静压箱、冷却空间、外部静压箱组成。内部静压箱外侧套着冷却空间,冷却空间外侧套着外部静压箱。内部静压箱是截面为正六边形的棱柱体空间,正六边形的边长为0. 08 m,外部静压箱是截面为圆环形的柱体空间,其中圆环形截面由半径为0. 105 m和半径为0. 15 m的两个圆构成。内、外静压箱之间为冷却空间。内、外静压箱一端封闭,另一端可分别接送风机或引风机,两风机异侧放置。当外部静压箱接送风机而内部静压箱接引风机时,空气从外部静压箱先经过冷却空间进风口再经过冷却空间出风口流向内部静压箱(外进内出);当内部静压箱接送风机而外部静压箱接引风机时,空气流向与外进内出相反(内进外出)。在垂直于装置中心轴的截面上,冷却空间被隔板均分为6个相同扇形区域,其中隔板沿正六边形每个顶点所在的直径布置。每个区域有4个电子元件布置在正六边形每条边的外侧。4个电子元件等间距布置,电子元件之间净距为d_1,两侧电子元件与所在正六边形的边两端的水平间距为d_2。基于计算流体动力学(CFD)的COMSOL Multiphysics软件,建立冷却空间二维简化模型并划分网格,对其温度场和速度场求解,研究在不同空气体积流量下改变空气的进出口方向(外进内出、内进外出)和电子元件的间距对电子元件冷却效果的影响,并结合场协同原理分析各种工况下温度场和速度场的协同程度,从而获得电子元件冷却的优化方案。计算结果表明:空气外进内出时电子元件冷却效果优于内进外出;当电子元件分布间距参数为d_2/d_1=1. 5时,电子元件的温度最低,温度场和速度场协同程度最好,冷却效果最优。     

扭曲椭圆管强化传热的场协同分析

以高效传热的扭曲椭圆管为研究对象,建立了不同的扭曲周期的扭曲椭圆管的几何物理模型,采用CFD技术对以水为流体的扭曲椭圆管及相应的椭圆管内进口段的流动传热情况进行了数值模拟,获得各管道的速度场、压力场及温度场,并基于场协同原理对其速度与压力梯度的协同效果及速度与温度梯度的协同效果进行分析和比较,获得椭圆扭曲管内流体流动的换热效果及阻力损失的影响因素及其强化传热的机理,为换热器应用中扭曲椭圆管的优化设计和科学研究提供参考依据。