塑料管车间内自然对流研究

以生产产品和循环水箱工作情况下塑料管车间内自然对流传热为研究对象,采用计算流体力学、传热学理论进行数值计算,研究了Ra在103～107之间时,车间内流体流线、等温线的分布特征和变化和产品温度梯度。研究结果表明:随着Ra的增大,厂房内的热传输形式由热传导逐渐向对流传热转换;靠近产品处空气的温度梯度要大于中央区域等温线的温度梯度;空气在靠近产品处向上移动,靠近墙壁处向下移动,以产品为界分成顺时针、逆时针两个漩涡,小漩涡流速大于大漩涡;产品处温度梯度总是大于其他区域,循环水箱在侧面时产品温度梯度总是小于在中间情况;在存在自然对流现象的车间内,低品位剩余热量(循环水箱释放热量)可以改变车间内的温度和空气流动状态,是一部分可以利用的能源。     

倾斜封闭方腔内自然对流换热的数值模拟

利用一区域数学模型,采用有限元法对二维倾斜封闭方腔内自然对流换热现象进行了研究。通过数值模拟得到了倾斜封闭方腔内的流场、温度场、高温壁面局部Nusselt数和平均Nusselt数,着重分析倾斜角θ和Ra数对封闭方腔内自然对流换热的影响。再根据数值模拟结果获得对自然对流换热产生积极影响的最佳倾斜角度θ和Ra数。     

工业厂房不同高宽比对室内温度分布的影响研究

以工业厂房的高宽比对室内温度分布的影响作为研究对象,采用质量守恒方程、能量守恒方程进行数值计算,研究了Ra数在10 3~10 6之间时,不同高宽比的工业厂房内的等温线、流线的分布特征和Nu数的变化。分析结果表明：随着Ra的增大,房屋内的热传输形式由热传导逐渐向对流传热转换,等温线由竖直逐渐变得水平;室内的流线为环绕于模型边界的两个涡,并随Ra的增大逐渐被分裂,在B=0.5,B=1时,分裂为2个涡流,在B=3,B=2时,分裂为3个涡流,并伴有低湍动状态;Nu数随Ra数的增大而增大,二者的曲线呈幂指数关系,B=3时Nu数最大,表明此时由高温壁面向低温壁面传递的总热量最多。     

室内自然对流数值模拟分析

研究建筑围护结构传热与流体流动综合作用下室内自然对流数值模拟,建立了一套同时在固体-流体区域整体求解连续性方程、动量方程和能量方程的数值模拟方法。具体分析了瑞利数变化范围为104到106时建筑围护结构传热对室内自然对流的影响。数值预测结果表明:该方法能够真实反映室内自然对流问题。为室内自然对流问题数值模拟找到了一种实用有效的方法。     

平板、离散式热源直角三角形腔内自然对流传热

模拟斜边布置大平板热源、离散式热源的直角三角形腔内温度分布,对斜边上热源分布数量、斜边与底边的夹角对斜边、竖直边附近努塞尔数的影响进行数值模拟。三角形底边(直角边)绝热,竖直边为低温恒温冷边(以下简称竖直冷边)。斜边设置大平板(热源分布数量为1)、离散式(热源分布数量为2～4)恒温热源,除热源设置位置外,斜边其他位置的温度与竖直冷边一致。将斜边设置热源外的部分称为低温段,将设置热源的部分称为热源段。温度场分布:靠近斜边的空气向上流动,靠近竖直冷边的空气向下流动。大平板热源与离散式热源的热边界层形式与传热规律相似。随着热源分布数量增加,斜边附近空气温度分布更加复杂,斜边的热影响区域有扩大的趋势。随着夹角变化,三角形的几何结构发生变化,三角形内自然对流的范围及强度受到影响,但总体规律基本一致。局部努塞尔数:热源段与低温段交接处附近局部努塞尔数比较大,热源段中间部分附近局部努塞尔数比较小。越接近三角形顶点(斜边与竖直冷边的交点),热源段与低温段交接处附近局部努塞尔数增大。不同热源分布数量的竖直冷边附近局部努塞尔数均呈现先升高后下降的趋势。与斜边距离较远的竖直冷边附近的自然对流传热强度比较弱,与斜边距离较近的竖直冷边附近的自然对流强度比较强,而三角形顶点基本不存在自然对流传热。夹角越小,热源段与低温段交接处附近局部努塞尔数越大,热源段中间部分附近局部努塞尔数越小。不同夹角的竖直冷边附近局部努塞尔数均呈现先升高后下降的趋势。夹角越大,竖直冷边附近局部努塞尔数越大。平均努塞尔数:相同条件下,斜边附近平均努塞尔数高于竖直冷边。热源分布数量一定时,斜边、竖直冷边附近平均努塞尔数均随夹角的增大而增大。夹角一定时,斜边、竖直冷边附近平均努塞尔数均随热源分布数量的增大而增大。夹角为30°、45°时,斜边、竖直冷边附近平均努塞尔数比较接近。热源分布数量越大、夹角越大,三角形内空气自然对流传热越强烈。     

三维非定常工业厂房自然对流问题的数值研究

对于纯自然对流问题,采用CFD技术进行仿真计算时,由于网格划分不理想、边界条件设置不合理、离散格式选择不妥、松弛因子调整不当等原因,导致较难得到收敛解,这是一直困扰研究者的问题.本文基于三维非定常模型和考虑浮升力影响的Boussinesq假设,运用CFD仿真技术模拟了有热源的厂房在自然通风条件下的气流组织情况,得到了厂房内的压力、速度、温度分布,并且依据模拟结果分析了自然对流对厂房内热湿环境的影响.结果表明,热源特征尺度越大,冷热壁面温差△T越大,则Gr数、Ra数也越大,热驱动流动的力度也越强.     

不同热源位置下室内自然对流换热数值模拟

以不同热源位置下室内自然对流换热过程为研究对象,采用有限容积数值方法对质量守恒方程、能量守恒方程进行离散求解,研究了瑞利数Ra在10 3~10 6之间,不同热源位置情况下,室内的流体流线、等温线的分布特征和Nu数的变化。分析结果表明：Ra=10 3时,等温线以热源为中心向外扩散呈均匀拱形,随着Ra数的增加,等温线逐渐弯曲变形,在冷壁和热壁附近形成薄边界层;流线呈现为两个反向对称的涡,随着Ra的增大,涡的大小改变并发生运动;Ra=10 3时,D=0情况下的Nu最大;热源的位置对换热量的影响较大,D=0.5时,Nu数曲线最陡,D=0时最平缓;Nu数与Ra数呈幂数关系,拟合的线性相关性可达90%。结论为研究室内复杂传热机理提供理论依据。     

建筑材料中封闭方腔空气层自然对流换热的研究探讨

介绍封闭方腔空气层在建筑材料中的应用情况,对封闭方腔自然对流换热的研究现状进行概括,并分析总结目前在这一领域研究所存在的问题并提出新的研究方向,为建筑材料和建筑构件的生产提供理论指导。     

平板太阳能集热器空气夹层内自然对流换热的数值模拟

本文采用数值模拟技术研究了平板太阳能集热器空气夹层内的自然对流换热,并对影响夹层内自然对流换热的因素进行了分析。结果表明:集热器内自然对流换热热损失随夹层间距的变化而改变,为降低自然对流换热热损失,最佳的空气夹层间距应为3 cm;夹层间距一定时,吸热板温度越高,对流换热系数越大,自然对流换热作用越强;集热器水平放置时,自然对流换热作用最强,热损失最大,当放置角度超过30°后,自然对流换热热损失基本不变。     

带绝热隔板方腔内自然对流传输过程的可视化

本文数值求解了带绝热隔板的二维矩形方腔内非对称离散热源驱动的自然对流。流线和热线作为对流传输可视化技术被应用于描述分别在不同热源强度比(Br)和不同隔板高度值时方腔内的热质传输结构。结果表明热线能直观准确地揭示复杂自然对流的客观规律。     

地电场对裂隙岩块中对流传热特性影响的研究

 根据原地浸出过程中裂隙岩块中对流传热过程受地电场作用的特点，建立地电场作用下裂隙岩块中的对流传热模型，并通过电场作用下岩芯中的对流传热实验，研究地电场作用对裂隙岩块中溶液对流传热特性的影响。结果表明：地电场作用对裂隙岩块中对流传热的影响非常明显，其影响程度同热流密度、流体渗流速度以及流体性质等因素相关；对流换热系数总体上随正向电场电压升高而增强，随反向电场电压升高而降低；地电场作用下，低热流密度时对流换热系数的变化幅度明显高于高热流密度下换热系数幅度的变化；地电场作用对裂隙岩块中对流传热的影响随着溶液渗流速度的增加逐渐减弱；裂隙岩块中溶液矿化度越高，地电场对对流传热的影响越明显。     

外遮阳对建筑外窗传热系数的影响分析

通过分析建筑外窗的外遮阳传热特点,建立带有外遮阳结构的建筑外窗多场(导热、自然对流和辐射)耦合传热模型,利用CFD软件对其传热过程进行模拟。研究结果表明无遮阳的建筑外窗温度场梯度分布变化非常剧烈,而外遮阳使其玻璃温度场梯度分布较均匀。     

岩石裂隙中的水流-岩石热传导

 在干热岩石地热能开发中, 岩石热传导的基本形式包括热传导和热对流。其中, 热对流是热能在岩石裂隙中通过水流的传递。通过加热岩石和迫使水流在岩石裂隙的循环, 进行了岩石裂隙的水力2热力特性试验研究。试验采用花岗岩裂隙试样, 在不同的温度和水流条件下进行。试验表明应用传统的热对流关系式进行的预测均高于试验结果。试验数据显示岩石裂隙的热对流系数可以Nu = C1 ( Pe) C表达     

制冷换热器肋片管的强化换热实验研究

以制冷换热器常用的矩表平肋片管作为比较对象，对四种不同片型的肋片管在吸风式直流风洞进行了空气外掠单排肋片管的对比性实验研究，得到了具有实用价值的结论。     

层状岩石铰接拱全程力学性质试验研究

用模型试验方法研究不同初始纵向载荷、跨厚比条件下铰接拱变形和破坏全过程,得到铰接拱全程纵向载荷、横向载荷、力臂系数与挠度关系曲线。3条曲线都具有峰值前、后2个变形阶段,表明铰接拱破坏是一个渐进过程。初始纵向载荷较低时,3条曲线中力臂系数首先取得峰值,其次是横向载荷曲线,最后是纵向载荷曲线,说明力臂系数对铰接拱破坏最为敏感;初始纵向载荷较高时,3条曲线同时达到峰值。随跨厚比增大,纵向载荷、力臂系数峰值基本不变,横向载荷峰值减小,初始纵向载荷和跨厚比对铰接拱力学性质有重要影响。     

流化床气固传热特性的研究

在对流化床气固传热合理简化的基础上，依据稳态工况活动段区温度分布求取有效气固传热系数。实验结果和前人经验式预测值吻合，从而论证计算有效传热系数的可行性。     

单侧自然通风条件下强热源附近热环境的试验研究

以某冷轧钢厂房为研究对象,采用模型试验的方法,搭建试验模型小室,研究了单侧自然通风条件下不同热源放置位置对热源两侧迎、背风面温度分布规律的影响,以及热源非中央放置时模型小室两侧内壁面温度和中央温度梯度的分布情况。在不受其他因素影响下,迎风侧空气温度低于背风侧;热源距离侧面墙壁较近一侧空气温度高于较远一侧。指出在热源散热量确定的情况下,合理的热源布置位置和优化的通风方案是改善强热源室内热环境的有效措施。