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微管道换热器多孔介质模型分析及应用 总被引:1,自引:1,他引:0
将微管道换热器抽象成多孔介质模型,由Brinkman-extended Darcy方程出发,分别按照双方程模型和单方程模型进行求解,以得到微管道内流体的速度场和温度场分布,并对单方程模型和双方程模型的解析解进行了对比,讨论了微管道高宽比和有效导热系数比对流动与传热的影响。证明了由基于多孔介质双方程、单方程模型所得的解析解均可用于预测微管道换热器中的容积平均速度与温度分布。利用基于多孔介质双方程模型还可得出微管道换热器的总热阻和优化设计结构,结合硅衬底上的多路感应耦合等离子体刻蚀工艺加工出了经结构优化的硅制微管道换热器。在满足局部热平衡条件下,基于多孔介质单方程模型更适用于实际工程计算,不必经由预先的试验确定换热系数。 相似文献
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管道在整个石油和天然气运输行业中起到重要作用,埋地管道受到土壤环境腐蚀作用将会产生应力腐蚀裂纹。利用ANSYS软件对带裂纹管道进行有限元分析及其计算,可为管道安全评价提供理论依据。 相似文献
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CPU是计算机的核心部件,CPU散热器的散热性能是影响CPU工作性能的重要因素。尤其是CPU芯片功率高速发展的今天,其影响更加明显。所以,如何在设计时采用合理的散热器材料和结构,提高其散热性能成为了殛待解决的问题。本文利用Ansys软件建立了散热器的有限元模型,对其进行了热学性能分析。对散热性能与材料、尺寸和结构的关系进行了研究,并对结果进行了对比分析。得到了散热器的温度分布云图和热梯度分布云图,为散热器的优化设计提供了重要依据。 相似文献
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设计了一种基于柔顺铰链的微夹持器。微夹持器采用柔顺铰链为导向机构,为了提高微夹持器的分辨率,采用两级杠杆柔顺机构对输入位移进行放大。建立了系统的理论分析模型,并对其静态特性进行了分析。在此基础上对平台尺寸进行了优化设计,给出了平台尺寸的最优数值结果。最后利用有限元分析软件COSMOS对平台进行静力分析和模态分析,验证设计的正确性和有效性。 相似文献
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换热系数是评定淬火介质冷却能力的主要参数,也是建立热边界条件的关键参数.换热系数反求法就是把换热系数作为未知量来求解,属于反向热传导问题,这类问题的研究在实际工程应用中具有十分重要的意义.本文用Matlab编写了基于有限元的换热系数反求法程序,用Ansys软件模拟和试验相结合的方法,进行了相应的验证,结果表明,本文所述... 相似文献
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微钻头刚度的有限元分析 总被引:1,自引:0,他引:1
模拟微钻头螺旋槽和后刀面的刃磨过程,用Unigraphics(简称)软件建立微钻头的三维实体模型。以非共轴螺旋面钻尖为研究对象,分别改变钻芯厚度与钻头直径之比、钻头的螺旋槽长度以及螺旋角,利用有限元软件ANSYS对钻头的扭转刚度、弯曲刚度和受压刚度进行计算分析,为钻头的结构优化设计、提高刀具切削性能和耐用度的研究提供了基础。 相似文献
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本文利用Wilson非协调三维元与16节点相对自由度壳元对复合材料管道三通进行了通限元分析,成功克服了主支管交界处由于材料与结构不连续给分析带来的困难。计算程序的可靠性已得到若干算例验证。 相似文献
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为研究壁面凹槽对微通道热沉流动和传热性能的影响,设计了两种侧壁具有不同凹槽结构的微通道热沉模型,以去离子水作为流体介质展开试验,并通过综合进出口压降、摩擦因子、加热面温度、努塞尔数和综合传热因子评价侧壁凹槽结构对流动换热特性的影响。结果表明,当凹槽开口长度同为1 mm、开口倾角同为25°时,三角形凹槽微通道的压降相对于梯形凹槽最高提高了9.36%;当加热功率同为240 W、入口温度同为20℃时,三角形凹槽微通道散热能力始终大于梯形凹槽微通道;当通道内雷诺数处于试验设定的500~3 500区间时,三角形凹槽微通道的流动与传热综合性能始终优于梯形凹槽微通道;设计微通道热沉侧壁凹槽结构应优先考虑三角形凹槽结构。 相似文献
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针对飞行器大功率电动舵机伺服系统功率模块内各器件发热损耗不同引起温度不均的问题,开展非均匀热流下微小通道热沉传热特性分析。依据功率模块三相桥电路的实际构型和工作特点,在数值计算方法和网格无关性验证基础上,利用FLUENT建立多种结构微小通道热沉的数值模型,对冷却通道在高、低热流区的典型周向传热特性及热沉总体性能进行探讨。研究发现,相同通道截面下,各通道圆周方向壁温呈非均匀分布,但不同通道的相同位置处局部传热系数较为一致;对于等流通面积的变截面冷却通道,通道数量及结构对局部传热影响突出。非均匀热流分布和通道流向、通道构型相匹配有助于改善基底均温性,渐缩通道构型和小截面多通道构型强化传热优势明显,具有较低热阻和较好均温性。 相似文献
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通过在液冷式CPU散热器蛇形流道内填充不同粒径的不锈钢珠,使液冷式CPU散热器流道形成类似多孔介质的复杂流道以提高其散热性能。通过对改进前后液冷式CPU散热器的试验研究,分析了各因素对液冷式CPU散热器的传热和流阻性能的影响规律。结果表明:在本试验范围内,相同Re和Pr下,改进后散热器的对流换热系数为改进前的1.2~4.8倍,阻力系数f是改进前的1.4~4倍;散热器填充Φ4mm开孔不锈钢珠的强化传热效果最佳,芯片表面温度较填充前降低了33,°对流换热系数增大4.8倍,而流动阻力仅增加了1.4倍。 相似文献
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In piezoceramic ultrasonic devices,the piezoceramic stacks may fail permanently or function improperly if their working temperatures overstep the Curie temperature of the piezoceramic material.While the end of the horn usually serves near the melting point of the molten metal and is enclosed in an airtight chamber,so that it is difficult to experimentally measure the temperature of the transducer and its variation with time,which bring heavy difficulty to the design of the ultrasonic molten metal treatment system.To find a way out,conjugate heat transfer analysis of an ultrasonic molten metal treatment system is performed with coupled fluid and heat transfer finite element method.In modeling of the system,the RNG model and the SIMPLE algorithm are adopted for turbulence and nonlinear coupling between the momentum equation and the energy equation.Forced air cooling as well as natural air cooling is analyzed to compare the difference of temperature evolution.Numerical results show that,after about 350 s of working time,temperatures in the surface of the ceramic stacks in forced air cooling drop about 7 K compared with that in natural cooling.At 240 s,The molten metal surface emits heat radiation with a maximum rate of about 19 036 W/m2,while the heat insulation disc absorbs heat radiation at a maximum rate of about 7922 W/m2,which indicates the effectiveness of heat insulation of the asbestos pad.Transient heat transfer film coefficient and its distribution,which are difficult to be measured experimentally are also obtained through numerical simulation.At 240 s,the heat transfer film coefficient in the surface of the transducer ranges from–17.86 to 20.17 W/(m2?K).Compared with the trial and error method based on the test,the proposed research provides a more effective way in the design and analysis of the temperature control of the molten metal treatment system. 相似文献