基于全息术的水平偏置椭圆管自然对流换热

采用全息术实验研究水平偏置椭圆管层流自然对流换热,分析了长轴从水平方向到竖直方向不同角度的换热规律,记录了无限大空间水平椭圆管偏置角为0°~90°的干涉图,通过反演椭圆管周围的温度场得到了椭圆管表面的局部和平均Nusselt数。实验结果表明,长轴从水平位置偏置到竖直位置时,换热逐渐增强;长轴位于水平位置和竖直位置时,换热最小值均位于椭圆管上方,最大值则位于椭圆管长轴附近。研究结果与文献中已有的数值和实验结果吻合较好,可为今后热管换热器的设计提供优化方向,也可为工程应用提供检测方法。     

封闭腔内置倾斜换热管的自然对流数值模拟

数值模拟了封闭腔内置倾斜换热管的自然对流流动与换热。研究了瑞利数Ra(104～107)、换热管倾角θ(30～75°)、方腔高宽比A(3/5,1,5/3)条件下方腔内温度场、流场和换热管表面平均努塞尔数Nuav的变化规律。结果表明:换热管表面平均努塞尔数随着瑞利数的增大而增大,换热机理由导热逐渐过渡到对流换热,换热能力逐渐加强;随着换热管倾角的增大,方腔内的流动结构由双涡结构转变为单涡结构,平均努塞尔数与倾角呈递增关系,换热能力加强;随着方腔高宽比的减小,流动结构略有不同,由于方腔顶部二次涡的产生,使得流动换热加强。     

管内对流换热系数的瞬态测量方法

<正>1前言 直接测定对流换热系数的方法分稳态法和瞬态法,前者对实验条件要求苛刻.近年来,瞬态法倍受人们关注”-”.Hausen和Kast’‘·”相继阐述了利用周期变化的流体温度在固体壁内的传播特性确定对流换热系数的原理,即根据流体与固体温度变化之间的相位角滞后（或振幅衰减）确定对流换热系数.Roetzel‘”提出了一套适用于任意形式周期振荡流体温度的瞬态测量方法. 对实测的流体温度波Tf（t）,利用傅里叶级数分析方法把Tf＊）展开为傅里叶级数,其一次谐波正弦和余弦函数项的系数表述为 u。——一Ill（t）Slnwtdt.u。——一11’（）cosnddt（l）则一次谐波可表达为 01。“fslflO此十贝）（2）式（2）中,振幅u;一 Vu: + ug,相位角9一 arc ig（uc/us）,一次谐波的周期 P—Zt。,角速度。一。八。2 测量基础2.1 模型A——霉壁面导热热阻 忽略管壁导热热阻,管壁的能量方程为 厂dL川t一。S叮f一几）一兄凡（几一瓦）（3）若求得的管壁周期振荡温度的一次谐波为Tw（t）一u。sinnd,则流体温度超前相位角9和振幅U;分别为 .y.,o\ It【._o\“工_P_\“ 9”sfCtg WN .Ut=U。。l---- W l e -- （4）一旦实际测得相位角差贝或振幅比ff八。,即可确定对流换热系数。;.显然,当ac《a时,管外对流换热的影响甚小.当液体在管     

轮胎表面对流换热系数的参数研究

如果使用式(12)测定换热系数值，则隐含测试者已假设测试装置处于热平衡之中。由于橡胶平板比我们的测试装置中的其他元件有更大的热惯性，因此达到上述热平衡状态所需的时间必须加以考虑。因此作为第二步的校准工作，我们测定     

轮胎表面对流换热系数的参数研究

分析表明轮胎的热状态受轮胎外形尺寸和表面对流换热系数变量的影响。在本文报道的研究工作中．一种试验装置已被设计和组装，并能在宽广的操作条件下测定轮胎的对流换热系数。所测得数据表明空气流动速度、边界层厚度和湍动水平、湿度、轮胎表面污染、轮胎表面粗糙度和不平整度、轮胎表面的湿润度等对对流换热系数有影响，并讨论了这些结果对轮胎功损耗的意义。     

微细铜丝在水中自然对流换热

采用实验与数值模拟相结合的方法分别研究了封闭空间内水平放置的直径为39.9、65.8、119.1 μm的微细铜丝（微丝）在水中的对流换热,分析了微丝表面自然对流换热特性及机理。实验通过焦耳加热的方法测量了不同直径微丝在水中自然对流的传热系数及Nusselt数。同时建立三维不可压数学模型对微丝在水中的自然对流进行数值模拟,并将计算结果与实验值进行了对比。研究表明,数值模拟结果与实验值基本吻合,微丝在水中自然对流的传热系数随直径减小而显著增大,Nu则明显减小,且Nu随热通量增加的变化率也随直径减小而明显降低;微丝表面边界层厚度随直径减小而变薄,但边界层厚度与微丝直径的比值则逐渐增大;另外,对比微丝与常规尺度圆管表面自然对流的流场、温度场以及边界层分布,发现相同温差下微丝表面自然对流换热的边界层与常规尺度下沿壁面由底部向上发展的形状不同,而是沿微细丝表面呈椭圆形包裹于其上,因此削弱了表面对流换热强度,导致温度场呈现出较明显的导热特征。     

基于红外测温的对流换热系数反识别算法研究

The heat transfer coefficient in a multidimensional heat conduction problem is obtained from the solution of the inverse heat conduction problem based on the thermographic temperature measurement. The modified one-dimensional correction method （MODCM）, along with the finite volume method, is employed for both two- and three-dimensional inverse problems. A series of numerical experiments are conducted in order to verify the effectiveness of the method. In addition, the effect of the temperature measurement error, the ending criterion of the iteration, etc. on the result of the inverse problem is investigated. It is proved that the method is a simple, stable and accurate one that can solve successfully the inverse heat conduction problem.     

梯度磁场作用下自然对流换热强化

为验证梯度磁场作用下自然对流换热的变化规律,揭示热磁对流现象的机理,利用钕铁硼永磁体构建了楔形梯度磁场空间,并对位于该空间的封闭腔内的氧气自然对流换热进行了实验研究.实验获得了氧气自然对流的激光散斑干涉图像,通过数据处理得到了氧气自然对流的温度场,进而获得了壁面局部Nu分布.结果表明,磁加速度近似与重力加速度方向相同的永磁梯度磁场布置可使氧气自然对流换热过程得到强化.     

封闭腔内水自然对流换热数值模拟

为了揭示封闭腔内非Boussinesq流体在浮力驱动下所特有的流动换热现象和形成机理,采用CFD软件Fluent对封闭腔内水的自然对流进行数值模拟,得到矩形封闭腔高宽比、Rayleigh数、倾斜角度、壁面温度差对流动和传热的影响规律。研究结果表明：由于水的密度在3.98℃达到最大,两竖壁面温度跨越这一点时会引起流动图像反转;具有流动反转的双涡结构降低了对流换热平均Nusselt数;相同Rayleigh数下,高宽比为1对应对流换热平均Nusselt数最大值;倾斜角度对平均Nusselt数影响与Rayleigh数和温度边界条件有关。     

熔盐吸热管非稳态对流换热特性

实验研究了高温熔盐吸热管的非稳态对流换热特性。研究发现：加热热通量与熔盐流量变化将引起吸热管内熔盐的非稳态对流换热过程,熔盐出口温度与管壁温度变化趋势一致但变化速度较慢。熔盐进口温度越低时,熔盐黏度越大,非稳态过程进行得越慢;热通量变化量增大时,温度变化速率加大,但非稳态持续时间变化不大;熔盐流量变化的影响最为显著,熔盐流量增大时,非稳态过程显著加快。吸热管有保温层时,熔盐的非稳态对流换热特性与无保温层时基本一致,但管壁温度相对较高。     

自然对流对吸热管内熔盐对流传热的影响

以熔盐为传热工质,对考虑熔盐自然对流情况下吸热管内传热进行了数值模拟。结果表明:同一Re数,吸热管内各熔盐入口温度的下侧Nu数大于上侧Nu数,熔盐入口温度越高Nu数越小,其管内下、上侧Nu数的差值越大。随着吸热管向上角度的增加,管内下侧Nu数逐渐减小,上侧Nu数逐渐增加,但各吸热管的平均Nu数基本一致。     

齿形螺旋片元件强化直管对流传热研究

采用在管道中插入齿形螺旋片元件,探讨插入元件旋转角度、螺距、管道内径对传热系数和管道压力降的影响,得出插入齿形螺旋片元件能够使流体边界层产生分离,加剧流体边界层扰动,增大传热系数,结果表明当雷诺准数较低时,元件旋转角度60°,螺距25mm,传热系数比空管传热系数提高1．8～2．5倍。     

竖直平面上的传热传质复合自然对流

用数值方法研究了竖直平面上因热及物质扩散引起的传热传质复合自然对流,得到了速度、压力、温度和浓度的分布及传热传质速率随浮力比的变化规律。研究结果表明：Ｎｕ与Ｓｈ在随浮力比Ｂ的变化过程中出现最小值,此时的浮力比Ｂｍｉｎ仅是Ｐｒ／Ｓｃ的函数;流型取决于浮力比和Ｐｒ／Ｓｃ,根据流型不同可在Ｂ－Ｐｒ／Ｓｃ坐标系中将流场划为４个区域。     

工业设备及管道绝热结构外表面换热系数取值的探讨

对比和分析《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264 - 97中绝热结构外表面换热系数计算结果与国外标准和经典实验关联式中相同条件下换热系数取值,指出该规范中换热系数计算方法的欠妥之处;修正保温效果检测研究中水平和竖直放置圆管绝热结构外表面换热系数的计算公式,计算结果表明修正后的公式可以反映真实的传热过程特性;...     

气液界面Marangoni效应对传质系数的影响

在气液相际传质过程中,界面Marangoni湍动会对传质过程产生重要的影响,为此,建立了一套气液接触传质设备,以使得通过N2与异丙醇稀溶液逆流接触将液体中使表面张力降低的溶质解吸出来,从而引发Marangoni湍动,提高传质速率。发生Marangoni对流时,液相的传质系数比只依靠扩散传质而不考虑Marangoni效应时大,因此引出增强因子F这一概念,通过计算F的值即可判断Marangoni效应对传质速率影响的程度。提出了一个包括Marangoni准数的计算传质系数关联式,其计算结果与实验结果相符．     

压力对气体强制对流传热系数的影响

根据对流传热系数的计算公式,分别计算了不同压力下的对流传热系数,计算结果与实际操作的结果差别很大,说明了在对流传热系数关联式中应加入压力的修正系数。     

对流给热系数测定实验装置的改进

在传热实验中,由于实验装置结构、测量方法、操作过程等不同,实验结果与理论值会产生偏差。为了让学生在掌握传热理论基础上,熟悉装置结构和操作过程,便于操作和数据采集,并树立节能意识,我们对实验装置进行改进,增强了学生的动手操作技能和计算机应用能力,达到了提高综合素质的目的。     

基于自适应模糊PID的真空玻璃传热系数测量仪

将自适应模糊PID控制方法应用在真空玻璃传热系数测量仪中,并进行了相应的仿真。该方法不仅保证了测量过程温度的稳定性和可靠性,也提高了测量结果的真实性和准确性。