毛细管辐射供冷系统性能的试验及数值模拟研究

为提高毛细管辐射空调供冷性能,通过试验方法研究了毛细管辐射末端采用低温水系统工况时,水系统参数、室内空气设定参数等条件对毛细管辐射末端供冷性能的影响。建立毛细管网的三维传热模型进行了数值模拟研究,分析各因素对供冷能力的影响,并对通风状况下对流传热和辐射传热特性进行了分析。研究结果为毛细管辐射末端优化和设计参数的确定提供参考。     

水平埋管换热器换热性能数值模拟研究

为进一步推广水平埋管式地源热泵系统的运用,以土壤毛管水理论为基础,结合数值仿真试验探讨了水平埋管换热器在不同地下水位深度、不同土壤类型、不同水平管换热器构造下的换热性能,通过对输出参数埋管出口水温、水平管延米换热量以及土壤温度场分布情况的分析,揭示了相关参数对水平管换热性能的影响机制.研究表明:随着地下水位线埋深变浅,...     

毛细管天棚辐射供暖性能实验研究

利用毛细管辐射空调系统实验室,对天棚辐射供暖稳态工况进行了测试分析,得到了围护结构表面温度、室内温度、辐射天棚表面温度边界层的分布规律,计算与实测验证天棚辐射供暖换热性能。该实验研究对于优化系统性能具有一定的指导意义。     

叉排椭圆管强迫对流换热的数值模拟

本文分析了二维稳态不可压缩流体横掠椭圆管束的强迫对流换热问题.在建立物理模型和数学模型的基础上采用涡量-流函数法对问题进行数值求解.在一定容积的空间内,优化椭圆管排的布置,使得管排与流体之间的对流换热密度达到最大值.比较了当椭圆管的短轴2b等于圆管的直径D时这两种管子的对流换热密度.分析了椭圆偏心率对热流密度的影响.数值计算的结果表明,当空气的ReH在400≤ReH≤900的范围内时,椭圆管换热器的对流换热密度比圆管的对流换热密度约大11%.     

毛细管平面辐射空调系统免费冷源的研究

在阐述闭式冷却塔供冷的工作原理及毛细管空调系统特点的基础上,比较分析了不同闭式冷却塔供冷模式,确定了夏季以闭式冷却塔直接为毛细管平面空调系统提供冷源是一种节能的有效模式。随后,根据标准年气象资料,对乌鲁木齐地区室外空气湿球温度进行了分析,结果表明,该地区全年有8376h湿球温度不超过16℃,可以利用冷却塔循环冷却水直接供冷,且夏季三个月当中有1930h可以实现免费供冷,这对在我国西部地区推广毛细管平面辐射空调系统具有积极意义。     

辐射吊顶换热性能的实验研究

对两种不同形式的辐射吊顶板的换热性能进行了实验研究。测试结果表明,并联毛细管型辐射吊顶换热性能优于串联盘管型辐射吊顶,在供回水平均温度与室温之差为8℃时,毛细管型辐射吊顶供冷量为64.4W/m2,盘管型为55.0W/m2。对于同一辐射吊顶板,在同样的供回水平均温度与室温差下,供冷量与供热量相差不大于10%,因此从供冷量可以初略推算出供热量。所测试的两种辐射吊顶板的供热量、供冷量与供回水温度和室内温度之差接近线性关系,因此可以推算辐射吊顶在不同供回水温度下的换热量。另外,毛细管型辐射吊顶比串联盘管型辐射吊顶板的流动阻力小。     

工质为R134a绝热型毛细管数值模拟

根据均相流等多项假设,运用两相流动基本方程建立了绝热毛细管分布参数的稳态数学模型。模型中分别利用了常用的2种计算沿程摩阻系数方法（Churchill关联式、Jung等人推荐工质为R22的摩阻系数关联式）,模拟结果表明用这2种方法来模拟均能获得较高精度,但工质为R134a时优先考虑前者,因此在模拟毛细管时不同工质有不同的最佳摩阻系数关联式。     

流体横掠叉排平行板束对流换热的数值模拟研究

用商用软件Fluent模拟在不同的Re(雷诺数)下,流体横掠不同的结构参数叉排平行板束的流场、温度场的分布,同时分析影响换热的无量纲数。本文的模拟中只选取一个代表性的单元区域,用该区域代表当流动与换热达到充分发展阶段时整体的流场和温度场的分布,同时分析了在不同的Re下Nu和f的变化情况。结果表明:在层流范围内,一定结构参数下,流场随Re的增大,流体的湍流度加大,换热增强;在相同Re下,不同结构参数下,长宽比较小时,流体湍流度大,换热强;在层流范围内,Nu随Re呈指数变化,f在层流范围内也随Re也呈指数变化;J/f与Re是线性变化,并提出相关结论。     

高温下拉制毛细管热力耦合场数值模拟

目的:研究加热炉温度和拉伸力对管坯拉制成型的影响。方法:利用有限元数值模拟软件,建立管坯有限元模型,基于顺序耦合热应力分析法对管坯在高温无接触拉制情况下的成型过程进行数值模拟分析。结果:分析出1 200℃时加热炉炉内不同位置处不同时间点的温度场,并得到不同拉伸力和加热温度下管坯的外径(R_1)、内径(R_2)和应力状态变化情况。结论:随着加热炉内的温度升高,管坯的内外径逐渐变小,外表面的Mises应力逐渐增大,拉伸颈区提前出现;拉伸力的增大对管坯内外径减小的效果较为明显,拉伸颈区也随之提前出现,外表面的Mises应力增加幅度较大。本文的数值模拟结果可以为后续管坯拉制工艺参数的选择提供有效的参考。     

带有强化换热结构的芯片散热器实验研究与数值模拟

超级或大型计算机服务器CPU的冷却散热问题,已经成为计算机高性能发展的瓶颈,受到业内越来越广泛的关注。本文提出了一种用于冷却计算机服务器芯片的散热器,其结构是将镶嵌在散热器底板的热管与翅片组装为一体。利用自建实验台对该散热器以及平板式热管散热器的性能进行了对比实验分析,同时对其热管本体、翅片以及均温板的温度分布进行了数值模拟。这种热管冷凝段得到强化换热的散热器其底板面积相对平板式热管散热器减小了50%,因此具有更好的均温性;在相同的工况下热流密度由24.3 W/cm2增至68.6 W/cm2时,该散热器翅片顶部的平均温度增幅仅为17%。     

空气—水热泵空调系统性能研究

本文通过对空气—水热泵空调系统的动态模拟和实验研究 ,分析了环境空气干、湿球温度变化及低温热源侧换热器结霜对热泵系统工作性能的影响 ,并提出了克服这些影响的技术措施     

翅片式蒸发器换热性能的数学模型

本文采用分布参数法对翅片式蒸发器建立了数学模型，通过计算局部换热系数和摩擦压降来简化翅片式蒸发器内复杂的三维流动关系，总结了文献已有的换热系数和摩擦压降的关联式，并添加到模型控制方程中，基于此模型，可对制冷剂在翅片式蒸发器中应用的换热性能进行模拟研究。     

成都地区低温地板辐射采暖传热模拟

本文针对以成都为代表的夏热冬冷地区的低温热水地板辐射供暖系统的传热特点和铺设方式，建立了传热过程的数学模型，分析了低温热水地板辐射供暖系统的热工性能，确定了地板表面温度分布、地板表面散热量、非加热表面平均温度等指标与管间距、水温、表面材料之间的定量关系。     

蠕动泵驱动的毛细管环路传热系统的性能研究

液态工质在满足一定内径要求的毛细管内会形成稳定的液柱——气塞系统。本文提出利用蠕动泵驱动毛细管内气液相间隔的工质单向循环流动,形成一个具有脉动热管效应的新型两相传热系统。搭建了系统实验装置,以去离子水为工质,当毛细管内径为3 mm,管内工质流速恒定为7 m/min时,实验研究了不同充液率的两相传热系统在加热功率分别为60 W、80 W和100 W时的传热特性。结果表明:该传热系统的最佳充液率为20%,在加热功率为60、80、100 W时,充液率为20%的传热系统达到稳态时的热阻分别为0. 52、0. 38、0. 30℃/W,相比于传统的水冷传热系统其热阻分别降低了32. 5%、45. 7%、50%。     

颗粒物料传热过程的数值模拟与实验研究

转筒干燥器的主体是略带倾斜并能回转的圆筒体,是一种既受高温加热又兼输送的设备,它的应用十分广泛.文中较为系统地进行了转筒干燥器物料传热过程的分析,并进行了试验研究.利用质量平衡方程、能量平衡方程和传热方程,建立了颗粒物料在转筒干燥器干燥过程中的传热数学模型,并使用有限元法进行了模拟研究,该模型能够较好地预测干燥过程中物料颗粒的温度变化,模拟结果与实验结果吻合良好.该模拟程序对此类问题的研究具有参考价值.     

板式蒸发式冷凝器传热传质的数值模拟

根据能量守恒和质量守恒定律,对板式蒸发式冷凝器中制冷剂、冷却水与空气之间的传热传质过程,建立了热质交换过程的二维数学模型,由此分析板式蒸发式冷凝器中冷却水温度、空气温度和空气含湿量等参数的分布规律,以及空气流速、干湿球温度、冷却水喷淋密度和冷凝温度对板式蒸发式冷凝器热流密度的影响,并将模拟结果通过实验进行了验证,两者之间的误差在10%以内。研究表明:板式蒸发式冷凝器的热流密度随进口空气流速的增加而增大,随湿球温度的升高而减小,几乎不受进口空气干球温度的影响;热流密度随着冷却水喷淋密度的增加逐渐增大,但增大至一定量后不再对热流密度有明显影响;冷凝温度越高,其热流密度越大。上述结论对板式蒸发式冷凝器的优化设计具有指导意义。     

北极冰的热传递模型和数值模拟

夏季北极冰的热传递主要在相变过程中进行,因此常规的温度场方程不适应这种状况。建立一个新模型是必要的。因此根据热力学中焓的概念,提出了焓度和焓扩散系数的概念,建立了焓的热传导方程并根据潜热把焓的热传导方程转化为温度场方程。提出了焓扩散系数的辨识模型,用半隐式差分格式和许瓦兹交替方向法来解热传导方程和灵敏度方程,用牛顿拉夫逊算法进行辨识。根据2003年8月第二次北极科学考察现场测试数据进行数值模拟,模拟结果说明本文的数学模型和算法是正确的和可行的。     

燃气辐射采暖系统传热过程分析

对燃气辐射采暖系统的传热过程进行了系统研究,建立了热平衡方程。分析了辐射管发射率对辐射换热的影响,进行了辐射供暖系统能耗与对流采暖系统能耗对比,讨论了辐射采暖房间人体辐射能的计算。     

结霜工况下热泵空调器性能的数值模拟

本文对热泵空调器在结霜工况下的运行性能进行了理论模拟,建立了热泵空调器制冷系统稳态分布参数模型和结霜过程的动态分布参数模型.在系统模型建立中把结霜过程视为准稳态过程.计算结果表明在霜刚开始形成时,有助于增大管壁和空气之间的换热系数,当霜层达到一定厚度时热泵的制热能力,性能系数等讯速下降.经与其他已发表的文献比较计算结果合理.