生活锅炉中相变热面传热特性研究

介绍了生活锅炉中相交换热的传热系数Ｋ的数值及影响因素,应用相应的Ｋ值计算的相变热面面积与实际需求基本相符,使设计更趋合理与完善。     

相变微胶囊悬浮液传热特性实验研究

相变微胶囊(microencapsulated phase change material,MPCM)在建筑节能领域应用广泛,为研究其传热特性,搭建了以水为换热流体(heat transfer fluid,HTF),微胶囊悬浮液为储能介质的潜热储能(latent thermal energy storage,LTES)系统。在实验过程中,通过改变换热流体的进口初始温度以及搅拌器的搅拌速率,获得了MPCM悬浮液的温度变化规律并计算了MPCM悬浮液的平均充放冷速率。实验结果表明:在充冷过程中,MPCM相变时温度变化速率减缓,相变温度区间较大,而在放冷过程中,MPCM相变时温度保持恒定,相变温度区间较小;未搅拌时,MPCM悬浮液中温度梯度较大,传热能力较差;搅拌时,MPCM悬浮液混合均匀,其温度梯度很小,传热能力较强;增加搅拌器的搅拌速率及水与相变微胶囊悬浮液的温差均可以提高MPCM的充放冷速率。     

生活锅炉中相变热面热特性研究

介绍了生活锅炉中相变换热的传热系数K的数值及影响因素,应用相应的K值计算的相变热面面积与实际需求基本相符,使设计更趋合理与完善。     

微尺度相变传热中的不稳定现象

实验发现了微通道在高热流密度下会发生一种长周期/大幅度液体/两相间歇流.它发生在贮液容器内的液体处于近乎饱和温度的条件下,表现出实验段压差,质量流速,通道进出口温度及壁温作有规律的长周期及大幅度脉动.通道内随时间发生液体和两相流的间歇流动,实验证实该类流动是由于通道内质量流速与入口温度间的负反馈效应引起的.     

窄缝环形流道内流动传热特性的实验研究

对竖直及水平窄缝环形流道内单相水受迫对流换热进行了实验研究。详细介绍了实验装置和方法。实验结果表明:窄缝环形流道内流动换热的Nu数与普通圆管内公式计算值不同,不能采用传统的圆管内的对流换热模型来计算。窄缝环形流道进行对流换热时,从层流向紊流过渡较普通圆管明显提前。分析了测壁温与分离系数法之间的差别,应用修正的Dittus Boelter公式所计算的窄缝环形流道内的Nu数与实验数据吻合较好。图6参9     

管状阵列相变复合材料的传热特性

相变储热技术是合理有效利用现有能源、优化使用可再生能源和提高能源利用效率的重要技术.阵列形式管状结构内填充相变材料构成的复合相变材料具有结构简单、加工制作成本低的优点,具有很好的工程应用价值.本文对填充石蜡的圆形和方形的两不同管形的金属铜管状阵列所构成的相变复合材料内的非稳态相变传热过程进行了数值模拟,分析了管状阵列构成的相变复合材料的传热特性.结果表明,对于该管状阵列结构,金属铜内的温度场扩散速度优于石蜡,且铜和石蜡内部温度分布具有明显的不均匀性.相同孔隙率条件下,方形管状结构中的瞬态温度场分布的均匀性优于圆孔型结构中的轴向瞬态温度场分布.     

相变传热在半导体热电转换中的应用

为了解决温差发电技术中发电片热端与尾气间热损失大造成输出功率和热电转化效率不高的问题,提出在尾气与温差发电片热端加装相变传热结构,并计算了加装相变结构后发电器的输出功率和效率,同时与相同传热面积时无相变传热情况进行了对比,并模拟了蒸发段管数和冷凝段高度对发电器输出功率及效率的影响。结果表明,相变结构可提高发电器的输出功率及转化效率,且输出功率随冷凝段长度增加出现峰值,蒸发段管数越多,峰值对应的冷凝段长度越长,而发电效率则随冷凝段长度增加而减少;蒸发段管数增加,输出功率和发电效率均增大。     

闭式循环喷雾冷却传热特性实验研究

分别以蒸馏水和无水乙醇为工质在闭式循环喷雾冷却系统上研究了喷雾流量、表面结构、喷雾工质对传热性能的影响。从对流换热和相变换热比例关系的角度对实验数据进行了整理。结果表明:随喷雾流量的增加,热流密度增加、相变换热份额降低。当水喷雾流量为227.1 g/min、表面温度为74.32℃时,热流密度达到6.8×105W/m2;表面温度对换热有较大影响,温度越高换热性能愈强,无水乙醇的换热始终强于蒸馏水,特别是表面温度较高时,强化换热效果更为明显;其相变份额同样始终大于蒸馏水,表面温度为50℃、流量同为27.52 g/min时,蒸馏水的相变换热份额仅为20.4%,而无水乙醇的达到55.5%。微结构表面虽然减弱了对流换热能力,但减薄了液膜厚度,增强相变换热能力,使换热效果大幅提升。给出了反映表面温度影响的无量纲准则方程。     

温差式热流计的传热特性分析及实验研究

为获得超临界锅炉壁面热流密度,基于温差法原理设计了超细高温热流计,为系统研究热流计性能特性及优化热流计设计,对该热流计进行模拟研究以及实验测量.通过建立热流计一维非稳态导热模型,分析了热流计导热部件厚度和热端温度等参数变化对热流计敏感性及响应时间的影响.结果表明:随着导热部件厚度的增加,热流计敏感性提高,同时响应时间也增加.基于最优敏感性及响应时间可以确定热流计最优设计参数.黑体炉标定及现场测试均表明,测量结果与模型计算结果基本吻合,但实际响应时间比理论响应时间更长,主要是由于外界环境不是理想的稳态边界条件所致.     

一种新型微热管传热性能的实验研究

对一种新型的平板式微热管一零切角曲面微热管进行了实验研究。以热阻为基础,研究不同倾角、工质、充液比下微热管的热性能。为便于分析,将热管总热阻分解为4个部分：加热热阻、蒸发段热阻、冷凝段热阻和热沉热阻。通过实验得出如下结论：微热管总热阻的主要变化因素是冷凝段热阻和蒸发段热阻;与相应的无工质平板式换热器相比,实验件主要热阻变为热沉热阻．蒸发段和冷凝段热阻所占比例较低。根据不同的充液比和倾角。微热管传热极限分别由局部干烧和核态沸腾向膜态沸腾转化引起。实验表明。这种新型的微热管具有良好的应用前景,但是对于其机理还需要更深入的研究。     

增强石蜡相变材料传热性能的实验研究

添加高导热颗粒和增大换热面积是当前增强石蜡相变材料传热性能的主要研究方向。以此为基础搭建试验台结合数据采集系统对石蜡在圆管外的熔化凝固过程进行了实验测试,并对各测点的温度变化趋势进行分析,研究了添加不同纳米颗粒和加入金属肋片对换热过程的影响。结果表明:在石蜡溶液中添加纳米颗粒能够起到减小过冷度的效果同时有效增强相变材料的传热性能,添加纳米氧化铜颗粒的传热性能增强效果要优于添加氧化锌颗粒和二氧化硅颗粒;在储热系统中加入肋片能够显著提高相变储能系统的热性能,强化换热过程。     

防爆电池箱的相变散热分析

电动汽车电池在充放电过程中,会放出大量的热。防爆电动车上的防爆电池箱由于密闭性和防爆性,风冷和水冷散热模式会带来潜在风险,相变散热模式适应防爆性的要求,需要探索其可行性。通过对电池箱的相变散热进行设计和流动散热FLUENT仿真分析,发现了相变散热的局域不均匀性。针对问题导向,提出了利用相变材料对电池箱内部及外壁进行散热,仿真结果表明此方法达到了降低电池温度以及改善了其温度不均匀等问题。     

适用于废热回收的相变蓄热装置数值模拟与实验研究

固-液相变潜热蓄热技术是一种极具前景的工业废热回收方式,通过管壳式换热器可利用相变材料(PCM)吸收工业废热加以储存再用于加热水,从而实现了工业废热的回收利用.对填充高导热多孔筛网的管壳式潜热蓄热单元(LHSU)建立了二维数学模型,并对填充与未填充筛网的蓄热容器一同进行了相变蓄热实验.实验结果表明,填充筛网能够有效改善PCM的传热性能;实验数据和计算值吻合的较好,证明了计算模型的有效性.利用计算模型,对3种PCM(石蜡P116、硬脂酸和软脂酸)蓄热系统进行了数值计算.结果表明,采用软脂酸的蓄热系统热性能最佳,能很好地满足供应生活热水的设计要求.研究结论对蓄热系统的设计和性能优化有一定的指导作用.     

Measurement and Analysis of Laminar Heat Transfer Coefficients in Micro and Mini-Scale Ducts and Channels

Heat transfer in micro- and miniscale ducts and channels is considered. In particular, issues of thermal performance are considered in systems with constant wall temperature at low to moderate Reynolds numbers or small dimensional scales that lead to conditions characteristic of thermally fully developed flows or within the transition region leading to thermally fully developed flows. An analysis of two approaches to representing experimental data is given: one using the traditional Nusselt number, and the other using the dimensionless mean wall flux. Both approaches offer a number of advantages and disadvantages. In particular, it is shown that while good data can be obtained that agree with predicted heat transfer rates, the same data can be problematic if one desires a Nusselt number. Other issues such as boundary conditions pertaining to measuring thermally developing and fully developed flow Nusselt numbers are also discussed in detail.     

Experimental Study of Heat Transfer and Pressure Loss in Channels with Miniature V Rib-Dimple Hybrid Structure

Abstract

In order to increase the thermal efficiency, the gas turbines are designed to operate at higher temperature, which requires highly efficient cooling structures for turbine blades. The dimples and ribs are effective surface structures to enhance the convective heat transfer in the gas turbine blade internal cooling. In the present study, a novel hybrid cooling structure with miniature V-shaped ribs and dimples is presented, and the heat transfer and pressure loss characteristics are obtained experimentally. The heat transfer performance of the rib–dimple structures, which include three different rib height-to-hydraulic diameter ratios of 0.017, 0.029 and 0.044 and one dimple configuration with the dimple depth-to-diameter ratio of 0.2, are studied by using the transient liquid crystal thermography technique for turbulent flow in rectangular channels within the Reynolds number range from 10,000 to 60,000. It is found that the miniature V-shaped ribs arranged upstream the dimples can significantly improve the heat transfer performance of the dimples, resulting in a more uniform heat transfer distribution on the surface. The V rib-dimple hybrid structure in the channel shows much higher heat transfer enhancement than the counterparts with only the dimples in the channels.     

相变换热锅炉的设计与应用

文章给出了相变换热锅炉主要设计参数的计算公式以及计算示例，工业应用实测结果表明，设计参数与测试数据吻合较好。     

相变换热技术在水套加热炉节能改造上的应用

本文介绍了用相变换热技术改造水套加热炉的原理和方法，对改造前后水套加热炉的排烟温度、热效率和燃气耗量等指标进行了测试和分析，并对改造前后水套加热炉的经济性进行了对比。     

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     

分离结构扰流柱的叶片通道流动与换热数值研究

应用-两方程模型对分离结构扰流柱的叶片内冷通道的换热与流动进行了三维数值模拟研究,扰流柱的布置按简单叉排方式。计算结果表明:在本文的参数范围内,与完整扰流柱相比,分离结构扰流柱的换热效果略有增强,而阻力系数随之增大,分离位置居中的扰流柱通道的换热效果最好。随着开缝厚度的增加,通道表面换热效果和流动阻力系数均先略有增大而后逐渐减小。