方形肋阵参数变化对流动沸腾换热影响的实验研究

为掌握肋阵结构参数变化对流动沸腾换热的影响规律,对表贴式肋阵液盒内的流动沸腾换热与两相流动压降特性进行了可视化实验研究.该文采用横截面积为180mm×20mm的液盒作为研究对象,液盒通道为可视化单面加热窄矩形结构.选择肋高度、肋间距、肋横截面积不同的七种肋阵背板,对液盒内部流动沸腾换热特性进行研究.通过可视化观察发现,...     

螺旋管内沸腾两相流型与壁温特性实验研究

在蒸发温度为5~15℃,工质质量流速变化范围为50~500 kg/(m2 s),热流密度范围为5~25 kW/m2和干度范围为0.01~0.9的条件下,对R134a在卧式螺旋管内沸腾两相流型及壁温特性进行了实验研究。利用可视化技术对流型进行了观察分析,发现在相同工况条件下,卧式螺旋管上升段和下降段的流型有所不同,特别是形成环状流之前存在明显不同的过渡流型,分别为"波环状流型"和"超大气弹流型",因此,对上升段和下降段分别建立了流型图。分别获得了卧式螺旋管沿管长和沿螺旋管横截面圆周方向的壁面温度分布特性。壁面温度沿管长呈逐渐降低的趋势;沿横截面圆周方向,最外侧壁温最低,最内侧壁温最高,两侧温度居中。     

卧式螺旋管内R134a沸腾两相传热特性实验研究

在蒸发温度为5～15℃,热流密度范围为5～20kW·m-2,工质质量流速变化范围为100～400 kgm-2s-1和干度范围为0.1～0.8的条件下,采用低电压、大电流的直流电源直接电加热的方法,对R134a在卧式螺旋管内的沸腾两相流传热特性进行了实验研究.结果表明,传热系数随工质干度和质量流速的增加而显著增加;热流密度对传热系数的影响也比较明显,传热系数随着热流密度的增加而增加,干度较小时热流密度对传热系数的影响更为明显;系统压力的变化对传热系数的影响较小.通过对实验数据的非线性回归分析,发展了R134a卧式螺旋管内流动沸腾局部传热系数的计算关联式.     

螺旋管内超临界二氧化碳换热性能的模拟和试验研究

对超临界二氧化碳(S-CO₂)在螺旋管内的对流换热性能进行模拟和试验研究。探讨了热流密度q、质量流量G、节距P、管内径d、螺旋半径R等流动、结构特性对流动传热的影响，并对各结构特性灵敏度做了量化分析；搭建了闭式循环的S-CO₂测试平台，对螺旋管内S-CO₂对流换热性能进行了试验研究，并基于试验工况数据验证了数值模拟的准确性；对数据进行处理，拟合出了S-CO₂的传热关联式。该研究为S-CO₂螺旋管式换热器的热力设计方法奠定了基础，并在核电及光热发电领域具有一定的工程应用价值。     

光滑管外核沸腾换热的电场强化实验研究

以氟里昂（Ｒ１１）为工质,对交流电场作用下的光滑管外核沸腾换热进行了较为系统的基础性实验研究。结果表明,外加电场强度、热通量及电极对核沸腾换热有较大的影响。当采用内翅管电极时,仅在２ｋＶ的交流电压下强化换热就可高达十几倍。     

垂直U型管内沸腾流动不稳定性的研究

本文从实验和理论两个方面,研究了垂直U型管内沸腾氟里昂113的稳态特性和压降型不稳定性.实验过程中记录了稳态及脉动参数.对压降型不稳定性的理论分析采用了均相模型.并研制了求解稳态与脉动的计算机程序.     

微细通道内流动沸腾压降特性

通过微细通道内流动沸腾实验研究流动沸腾压降特性,在质量流速为110kg/m2·s~160kg/m2·s范围内流动沸腾压降随质量流速、热流密度的增大而增大,进口过冷度对流动沸腾压降的影响并不显著。根据不同流型建立各自区域的压降计算模型,将微细通道内流动沸腾分为弹状流和环状流两部分,分别建立各自的物理模型,流动沸腾压降计算结果与实验值有较好的吻合。     

混合工质沸腾换热气泡形成功的推导及分析

推导和分析了混合工质及纯工质发生均质沸腾、壁面沸腾时气泡形成功,得出相同条件下混合工质气泡形成功比纯工质气泡形成功大,解释了混合工质沸腾换热系数降低的原因。     

液态排渣煤气化炉炉内灰渣的流动和换热研究

建立了液态排渣煤气化炉炉内灰渣的流动和换热的数学模型,模型以基本的流动和换热方程为基础,经过简化物理模型,得到求解渣膜厚度的方程和渣膜的换热方程。为求解方程,在前人研究成果的基础上,结合对国内煤种的试验,总结出煤灰渣粘度与相关气化温度关系的方程。利用建立的模型,采用差分法对两段式干煤粉加压气化炉进行求解,得到灰渣的流动速度和渣膜厚度,并与该炉运行试验数据进行比较,发现理论求解结果和试验结果相近,证明了该模型的正确性。文中同时分析了该模型的局限性,该模型是忽略了炉内煤气对灰渣流动和换热影响的孤立模型,将该模型与炉内煤气流动和换热模型联合可以得到更精确的炉内灰渣的流动和换热的解。     

陶瓷蓄热体换热性能和阻力性能的实验研究

介绍一种结合高频换向技术的新型陶瓷蓄热式换热器的工作原理,在几种不同工况下对蓄热体的换热性能和阻力性能进行实验测试,并比较安装方孔蜂窝体、六边形蜂窝体和球体的换热器在同种工况下的性能差异。     

圆管湍流脉动流动与换热的数值模拟

利用标准k-e模型结合脉动燃烧器尾管的实验参数进行湍流脉动流动与换热的数值模拟,通过修正模型内的冯?卡门常数建立适用于实验条件下的脉动流动的湍流计算模型,并研究脉动湍流中压力振幅和频率对湍流流动和换热特性的影响。研究发现：符合实验条件下的冯?卡门常数范围为0.48~0.52;脉动瞬时截面上的速度在靠近壁面附近出现峰值且速度变化较大;速度与温度分布呈周期性变化;压力振幅越大,速度和温度波动范围就越大,频率越大,速度和温度的波动范围则越小;壁面摩擦系数随着压力振幅的增加而减小,随着频率的增加而增大;壁面平均对流换热系数随压力振幅的增加而增大,随频率的增加而减小。     

基于类沸腾理论的超临界CO_(2)水平管内强制对流传热特性EI北大核心CSCD

该文开展超临界二氧化碳10mm水平圆管内强制对流传热的实验研究,实验参数范围为:质量流速为240.12~1020.34kg/m^(2) s;热流密度为30.24~352.64kW/m^(2);压力为7.542~15.427MPa。基于类沸腾理论解释了实验结果:用类液相雷诺数的大小表征类液相层流效应的强弱,解释传热系数随热流密度的非单调性变化,为超临界流体正常传热与传热恶化划分了边界;用弗劳德数解释类两相区内顶底壁面的传热差异,工质在类气类液区的传热符合单相工质特征。研究结果验证了类沸腾理论模型的实用价值,可为超临界流体传热提供新的研究思路。     

气化炉煤气冷却器对流换热特性的数值模拟

采用数值模拟方法研究高温高压下气化炉中膜式螺旋管煤气冷却器的对流换热和流动特性,分析径向节距、轴向节距和管圈曲率对换热和流动特性的影响。模拟结果与试验结果吻合较好。研究发现：在相同的入口速度下,膜式螺旋管换热器的表面换热系数与轴向节距和径向节距有关;换热器环形通道内的轴向速度波动有利于强化传热;膜式螺旋管的局部壁面换热系数与管圈曲率无关;螺旋管圈的膜片面积比对于换热器的平均换热系数有显著影响。另外,该文还获得了换热器的阻力特性与径向节距和管圈曲率的关系。     

基于灰色关联度的超临界流体换热系数影响因素研究

为探究不同影响因素对超临界水及超临界CO2两种超临界流体换热系数的影响程度,通过建立灰色关联度计算模型,对提取的超临界水及超临界CO2试验数据进行分析,对比不同管道直径、压力、质量流速、入口温度等影响因素对超临界水及超临界CO2换热系数的关联程度大小.研究结果表明:各因素对超临界水换热系数的影响程度为:质量流速>入口温...     

超临界参数CO2在倾斜管内对流换热数值模拟

对倾角为30°的倾斜圆管内超临界参数CO2的对流换热过程进行数值模拟,分析了管壁热流量和入口质量流量对换热特性的影响.利用相对二次流动能定量表示二次流大小,得到了壁温和传热系数周向分布规律以及上母线传热系数、摩擦系数和相对二次流动能K沿管道的分布规律.模拟结果表明,上母线壁温高于下母线,顶部周向壁面温度高于底部,壁面热流量对上母线的传热系数、摩擦系数和相对二次流动能影响较小,入口质量流量对其影响较大.     

多向扰流换热管管内传热与流动特性数值模拟

采用Realizable k-espilon湍流模型对不同雷诺数下的多向扰流换热管进行数值模拟,首先在光滑管中进行数值模拟,并与经验公式进行对比,验证了该数值方法的可靠性;其次研究了该换热管的结构参数及雷诺数的变化对努塞尔数和阻力系数的影响,进而分析出同一雷诺数下槽深比、节距比的变化对湍流动能和出口温度分布的影响,最后归纳出努塞尔数和阻力系数随结构参数及雷诺数变化的准则关联式。结果表明:随着结构参数的变化,多向扰流换热管的传热与流动性能都会发生显著的变化;当节距比和雷诺数不变时,努塞尔数、阻力系数、湍流动能都随着槽深比的增大而增大;当槽深比、雷诺数不变时,努塞尔数、阻力系数、湍流动能随节距比的增大而减小。研究表明多向扰流传热特性优于光滑管,可以起到较好的强化传热作用,准则关联式可为强化换热提供理论指导。     

电场作用于多孔质材料强化沸腾换热的研究

以氟里昂（R11）为工质，采用交流电场对填充玻璃珠的水平套管进行了强化沸腾换热实验，比较了不同粒径的多孔质材料对换热强化效果的影响。结果表明：在低热通量区域，外加电场对多孔质层沸腾换热有进一步的强化作用，但随着热通量的增大换热强化效果明显降低，甚至恶化。     

表贴式内肋阵自循环蒸发冷却系统沸腾换热流动实验研究

为进一步了解表贴式内肋阵自循环蒸发冷却系统内部的沸腾两相流动换热规律,采用横截面积为180mm×20mm的内肋阵液盒作为研究对象,对内肋阵液盒内部沸腾换热流动过程进行了可视化观察,同时针对该内肋阵液盒内两相流动建立Friedel、L-M两种两相流动阻力压降仿真计算模型。实验发现液盒通道内的流型随着热负荷的变化,主要呈现泡状流和雾状流2种流型,液盒背面温度较为均匀,维持在65～70℃左右。液盒内部肋阵的存在,增强了通道内汽泡扰动,同时在肋柱后方存在明显尾迹涡流。通过研究对比发现Friedel模型计算结果与实验结果的最大相对误差小于15%,说明该模型更适用表贴式内肋阵蒸发冷却系统的压降计算。     

跨临界CO_2热泵热水器的实验研究

对于热泵循环系统CO_2是不可替代的自然工质,为此研究跨临界CO_2热泵热水器是十分必要的。为了研究如何提高热泵热水器的效率,我们搭建CO_2热泵热水器实验台。实验结果表明:在冷却水出水温度为65℃时,CO_2热泵热水器的COP随着蒸发温度的升高而升高;在某一蒸发温度下,气体冷却器放热量随着高压压力的升高先升高而后降低,系统的COP存在一个最值。