圆形冲击射流传热性能的实验研究

应用萘升华传质/传热比拟技术,对单个圆形射流在不同喷嘴到被冲击表面距离(1≤H/D≤12),在7×103≤R e≤1.9×104时,进行了局部传质/传热实验;研究了不同喷嘴到被冲击表面距离和不同R e对单个圆形射流局部换热特性的影响。单个圆形射流局部传热系数随着R e的增加而大幅度增加,R e是影响局部换热系数的主要因素。在同一R e下局部换热系数沿轴向非单调变化,在驻点处当H/D≌6时换热系数达到峰值;H/D<6时,局部换热系数沿径向有两个峰值;随H/D的增加,中心区局部N u减小,但影响范围变大。     

旋进射流冲击平板的传热实验研究

对旋进射流冲击平板时的传热进行了实验研究。通过在圆筒套管内设置一块孔板构成旋进射流喷嘴,得到了持续稳定的旋进射流。对旋进射流的流动特性作了研究,给出了旋进射流的频率与尺寸、Re的关系。用两种不同孔径的旋进射流冲击一块加热平板,并与普通的射流冲击传热作对比。结果表明,由于旋进射流与流体混合作用加剧而大大地降低了流速,使得强化传热的效果减弱,这种趋势在驻点附近尤为明显。     

液体射流冲击传热实验方法的研究

为了确保顺利开展对高温熔盐射流冲击传热特性的实验研究,文中建立了射流冲击传热实验装置。同时为了确保实验方法的准确性与可靠性,以较高温度的水为实验工质,进行了射流冲击传热的实验研究,得到了驻点以及径向分布的传热性能。驻点实验结果与前人实验结果非常一致,表明了该实验系统及方法的可靠性与准确性,为后期开展高温熔盐射流冲击实验奠定了技术基础。同时探究了温度对水射流冲击传热性能的影响,其结果表明了工质热物性的重要作用。     

T型三通道横向射流流动与传热实验研究

对不同射流与主流流速比下T型三通管中横向射流的流动与传热进行了实验研究，得到了流动的基本特性以及不同流速比下局部点的温度波动特性，测量了几个关键处的局部传热系数。     

T型三通管横向射流流动与传热实验研究

对不同射流与主流流速比下T型三通管中横向射流的流动与传热进行了实验研究 ,得到了流动的基本特性以及不同流速比下局部点的温度波动特性 ,测量了几个关键处的局部传热系数。     

圆形液体射流冲击单相局部对流传热的实验研究

以强润湿性液体为工质，就圆形自由和浸没射流冲击r／d=0.2，3．5和5处的换热系数及局部换热系数的径向分布进行了系统测定并予以关联。详细研究了射流出口Re数和液体温度等对局部换热系数的影响，最后就Nu0～Re关系式中Re数指数的物理含义作了说明。图4表3参14     

多孔表面强化沸腾传热的研究

一、前言 当前全世界普遍重视节省能源,降低产品能耗已成为重要的研究课题。构成节能对象的机器设备中,有众多的热交换器,因此,研究提高现有传热设备的性能和探求新的强化方法,对于降低能耗具有重要意义。     

阵列射流冲击冷却传热特性的数值研究

以涡轮叶片冷却技术为背景,采用带转捩的剪切应力输运(Transition SST)模型对阵列射流冲击冷却的传热特性进行数值模拟,分析了冲击Re、冲击间距、初始横向流和冲击孔排列方式的影响规律。结果表明:冲击间距对靶面平均Nu的影响存在最优值,在所计算的范围内,Zn/d=2时平均Nu最大;在冲击孔排列方式影响中,当冲击间距Zn/d≤2时,顺排孔冲击冷却传热效果优于错排,而当Zn/d≥3时,错排孔冷却传热效果优于顺排。     

矩形管湍流冲击射流流动与传热的数值研究

采用SIMPLE算法和RNG k-ε湍流模型,通过求解三维N-S方程和能量方程,对雷诺数为10000和冲击高度为4倍喷管水力直径的矩形管湍流冲击射流进行了数值模拟。结果发现在冲击面附近的射流横截面上,伴随着两个反向旋转涡对的出现,形成了主流速度的两个偏心峰值。分析认为双偏心速度峰值的形成是由冲击面产生的涡量向上游截面扩散而引起的。温度场和冲击面局部№数分布的研究结果表明：射流的传热特性受流动结构的控制,采用矩形管湍流射流可以获得较大的冲击区和较均匀的冷却效果。     

新型扭带在层流中强化传热性能的数值模拟研究

提出一种新型的正反两个方向交替扭转的扭带模型,并基于ANSYS FLUENT软件在层流状态下(Re=400～18 00)对换热管中插入新型扭带的换热特性、流体阻力特性和综合性能指标进行数值模拟研究。对y=3.0,4.5,6.0三种扭率下的无缺口正反扭转扭带与传统单一方向扭带进行对比研究,并对扭率y=3.0的无缺口正反扭转扭带和带有三角、半圆及方形缺口的正反扭转扭带进行了对比计算。研究结果表明:插入不同扭率的扭带,换热管的努赛尔数Nu、摩擦系数f与综合性能PEC值均随着扭率的减小而增大;相同扭率下无缺口的正反扭转扭带在强化换热效果和综合性能表现上要优于传统扭带;扭率为3.0时,无缺口的正反扭转扭带比带三种缺口的正反扭转扭带换热效果好,而缺口的存在可以大幅度地降低插入扭带产生的摩擦阻力,且缺口的面积越大,摩擦和换热效果降低越多。     

温度变化对射流冲击传热性能的影响

文中基于射流冲击传热过程,实验考察了工质温度的变化对传热特性的影响,并提出相应的传热关联式。实验结果表明相同雷诺数下,随着水温的升高,局部努谢尔数有所降低,同时归一化的局部努谢尔数沿径向分布更加平缓;现有的常温下驻点努谢尔数经验关联式对于不同水温情况下仍然适用。     

横向射流情况下热套管对于三通管传热影响的研究

对射流垂直向下入射至主流中，射流管与主管直径比为0．16时，在宽广的射流与主流流速比下(R=0．01～1.5)，测量了3个不同区域内加装热套管前后换热系数随流速比变化的情况。通过实验发现：热套管对于不同区域的影响情况不相同。在射流管下游区域，热套管对于换热系数随流速比变化情况影响很小，在射流管与主管相接区域以及射流管内，热套管有比较明显的改变传热系数的作用，而且对于入射流体侧面的影响要大于对于入射流体迎风侧及背风侧的影响。在流速比较高时传热系数大幅度地下降。图6参5     

自激振荡脉冲射流强化换热实验研究

对自激振荡射流强化换热的机理进行了初步探讨，并对有无共振腔时的换热情况进行了对比实验。实验中发现，由Helmholtz共振腔产生的自激振荡脉冲射流增强了管内流体的掺混，破坏了边界层，从而达到了强化换热的目的。实验中还发现，当共振腔两端的压差增大时，将产生更为强烈的脉动流，明显地提高流体的紊流程度，从而强化了管内流动换热。     

脉冲激励对超声速横向射流混合强化模拟研究

对脉冲激励的超声速横向氢气射流混合过程进行三维非稳态雷诺平均(URANS)模拟,湍流模型为尼-wSST模型.与无激励措施的混合结果相比,燃料射流喷口下游增加脉冲激励会强化流场中大尺度结构如反向涡对(CVP)与涡对(TCVP),进而增强射流与主流的混合过程.射流穿透深度、混合效率以及总压损失的计算结果表明:当脉冲频率为5...     

超声波除垢与强化传热实验研究

通过实验研究了流体在管内雷诺数达5.11×104时,超声波功率对抑垢、除垢的匹配关系及声空化强度对传热系数的影响。研究表明,超声波功率在200 W以下时具有抑垢效应;当功率超过200 W以上时具有除垢效果,并且除垢效果与波声功率成正比。超声波功率还对强化传热有明显影响。当超声波功率为300 W时,传热系数达765 W/(m2.K),达到最佳传热效果。本文还初步研究了超声波传播方向改变时对除垢效果的影响。     

变速运动相变胶囊强化传热实验研究

为了研究变速运动对相变胶囊的强化传热效果,选用十六烷为相变材料,黄铜为壳制备圆柱形相变胶囊,利用曲柄摇杆往复装置实现变速运动并搭建实验平台;实验设计相变胶囊在蓄、放热过程中温度的变化范围为10~30 ℃,变速运动的方向为沿胶囊轴向或径向往复运动,振幅为6~12.5 mm,频率为1.55~3.78 Hz,通过测量均匀分布在胶囊内部轴线上8个测点的温度数据分析变速运动的方向、振幅和频率对胶囊蓄、放热效果的影响。实验结果表明：变速运动显著增强了相变胶囊的换热效果,在实验范围内,相比于静止状态,换热系数最大可增加35.6%;胶囊沿径向运动比沿轴向运动强化换热效果更好,沿径向运动时换热时间最多可缩短26.7%;不同工况下胶囊的放热时间均高于蓄热时间,增加振幅和频率可以有效提高蓄、放热效率且对蓄热过程的影响更加显著。     

湍流射流冲击移动平板的流动和传热分析

采用雷诺应力湍流模型对半封闭射流冲击移动平板进行了数值分析,得到了不同平板速度下的流场和温度场结构以及近壁面湍流强度和平板表面局部努谢尔数分布曲线。结果表明,平板速度的提高会导致流场和温度场关于射流中心线呈现非对称性,且在流场一侧形成二次漩涡区。平板表面的湍流强度值随平板速度的提高而提高,而冲击区域的局部努谢尔数峰值则随平板速度的提高而降低。当平板速度大于入口射速时,表面平均努谢尔数值随平板速度的提高而逐渐升高。当平板速度提高到入口射流速度两倍时,冲击点处的平板表面湍流强度值升高了约40%,努谢尔数峰值下降了约60%,而平板表面的平均努谢尔数值则提高了30%以上。     

管中心填充两层多孔介质强化传热研究

采用圆管中心层流充分发展段中心流等截面分层填充金属多孔介质以实现强化传热,建立了流动与传热数学模型,并着重分析了三种新型强化传热管的速度、温度分布及传热综合性能.结果表明,与光管相比,填充金属多孔介质后,管中心流体温度更均匀,壁面附近流体的温度梯度更大,圆管中心流体速度分布趋于平坦,壁面附近流体速度梯度增大,壁面与流体间的换热显著增强;对三种强化传热管,在两区域内填充孔隙率相同的多孔介质,可望得到较高的综合性能指标值.     

轴向射流对旋流管状火焰传热影响的实验研究

为了探究轴向气体流动特征对旋流管状火焰传热性能的影响,在实验中引入轴向喷出的N₂作为稀释剂。研究了不同的轴向流量、喷嘴孔径及喷孔数量下的火焰结构及传热规律,重点分析了不同流动条件下管状燃烧室内火焰径向传热的温度分布特征。分析结果表明：旋流管状火焰能将一定量的气体工质快速升温至1 000℃以上;随着轴向稀释气体流量的增加,火焰根部被吹离切向入口,火焰锋面向燃烧室下游移动,导致火焰根部温度显著降低,而且最高温度区域也向下游移动,最高温度值也有所降低;随着喷嘴孔径的增大,火焰锋面位置无明显变化,而火焰根部向喷嘴侧移动,且相同轴向位置的径向温度更高,即喷嘴孔径的增加有助于对轴向气流的快速加热;在当前实验条件下由于受到空间限制,喷孔数量的变化对火焰位置与温度分布无明显影响。