多孔介质中的相变传热特性及其在建筑物节能中的应用

将非饱和多孔介质应用于建筑节能，使低品位，低密度的太阳能通过工质的相变得以利用，对实现建筑物的采暖具有应用价值。通过对非饱和多孔材料内的二维流场，温度场以及蒸发量场的数值计算，分析了两端开口的圆柱环型多孔腔内非饱和多孔介质的传热传质特性，研究了流体雷利数及边界条件的变化对多孔床热质迁移的影响。     

太阳能集热组合墙系统的耦合传热与流动分析

针对太阳能集热组合墙系统，分析了太阳辐射及环境温度变化时，组合墙内传热与流动变化。太阳能集热组合墙系统中，多孔介质起半透明隔热体和蓄热体的作用。多孔介质的空隙率、粒径大小对系统的采暖效果影响较大。     

多孔介质太阳能集热组合墙的耦合传热与流动分析

针对接触型和分隔型多孔介质太阳能集热组合墙系统,分析了太阳辐射及环境温度变化时,组合墙内传热与流动变化.多孔介质太阳能集热组合墙中,多孔介质起半透明隔热体和蓄热体的作用.多孔介质集热层的孔隙率、粒径、材料热导率和多孔介质集热层在组合墙中的位置对系统的采暖效果影响较大.     

含内热源可燃性多孔介质中的传热研究

煤粉、弹药等含内热源的可燃性多孔介质传热过程在自然界和工程中广泛存在。文中分析了可燃多孔介质的热传递机理，建立了相应的导热计算模型，给出了典型物种在内热源作用下的内部温度场。     

骨架导热特性对部分填充多孔介质复合腔体内传热影响的模拟研究

利用有限元数值方法对部分填充多孔介质复合腔体内的自然对流进行模拟研究,模拟利用两区域法来计算复合腔体内的自然对流,在多孔介质区域采用Forheimer-Brinkman-Darcy方程,在纯流体区域使用Navier-Stokes方程,重点研究了多孔介质骨架导热特性对自然对流的影响。研究发现,在一定范围内随着多孔介质导热性的增强,流体温度升高,部分填充多孔介质腔体内自然对流有一定程度的增强。     

高温下多孔体中的传热

叙述了多孔体中高温气体焓和辐射能转换的基本原理;并介绍了目前在几个方面的应用例和取得的实际效果。     

含湿毛细多孔介质湿区相变传热传质干燥三方程模型

含湿毛细多孔介质的干燥过程是复杂的相变传热传质过程。该过程涉及渗流、扩散、传热、毛细效应和相变等机理，建立了含湿毛细多孔介质湿区干燥过程相变传热传质数学模型，采用全隐式有限差分方法对一维模型进行了数值计算。得到了含湿毛细多孔介质湿区干燥过程中的液相饱和度、温度和混合气体压力的变化，并分析了该计算结果。     

多孔介质往复流动燃烧的一维数值模拟

建立了往复流动多孔介质燃烧器的一维数学模型：在该系统中,可燃预混气周期性换向,分别从两端流入燃烧器。假定气相与固相处于局部热平衡状态,考虑了辐射换热的影响。采用有限容积法求解,通过大量数值计算研究了主要工况参数,如半周期、流速、当量比、热损失、多孔介质衰减系数及其热容对该燃烧系统温度分布和反应特性的影响。计算结果与实验结果在定性上吻合良好。     

太阳能多孔墙的传热与流动特性

基于二维稳态Navier-Stokes方程、饱和多孔介质Brinkman-Forchheimer Extended Darcy模型和能量双方程模型.对新型太阳能多孔墙的传热与流动特性进行了数值模拟.计算结果表明,降低空气入口流速,可减小空气流动阻力,提高多孔墙的集热效率;附加玻璃通道的太阳能多孔墙可减小长波辐射损失,并且具有收集热空气的作用.这种太阳能集热墙具有较高的集热效率.     

管中心填充两层多孔介质强化传热研究

采用圆管中心层流充分发展段中心流等截面分层填充金属多孔介质以实现强化传热,建立了流动与传热数学模型,并着重分析了三种新型强化传热管的速度、温度分布及传热综合性能.结果表明,与光管相比,填充金属多孔介质后,管中心流体温度更均匀,壁面附近流体的温度梯度更大,圆管中心流体速度分布趋于平坦,壁面附近流体速度梯度增大,壁面与流体间的换热显著增强;对三种强化传热管,在两区域内填充孔隙率相同的多孔介质,可望得到较高的综合性能指标值.     

多孔微通道流动沸腾换热特性的实验研究

本文通过实验的方法对烧结的多孔微通道和铜基微通道的沸腾换热性能和流动不稳定进行研究.实验工质选用去离子水,采用的铜粉粒径分别为30μm、50μm、90 μm,烧结底厚为200 μm和400 μm.采取控制变量的方式,研究改变入口温度、铜粉粒径大小、入口流量对多孔微通道和铜基微通道换热性能的影响.研究表明:多孔微通道最优的厚度粒径比在2～5之间,在此区间的多孔微通道可以提高沸腾传热的性能.其中厚度粒径比为2和4的多孔微通道的最大换热系数是铜基微通道的换热系数的5倍.多孔微通道相对于铜基微通道有更好的换热能力,有着较低的壁面温度.     

波纹板式换热器传热与流动特性分析

通过数值模拟的方式,对一种用于低粘度流体的波纹板式换热器的传热特性和阻力性能进行分析,以控制变量法分析了流体速度对传热特性及阻力性能的影响;搭建了板式换热器测试平台,验证了数值模拟结果的正确性和可行性;用等速法拟合了Nu-Re与Eu-Re的相关准则式,并采用JF因子评价换热器综合性能。结果表明：模拟结果与实验结果相比误差在10%以内;当流体流速小于1.0 m/s时,换热器传热系数和压降随着流速的增大而增大,但综合换热性能逐渐变差,在此流速范围内,总传热系数随冷流体进口温度升高而增大。     

Conjugate Mixed Convection Heat Transfer in Plane Laminar Wall Jet Flow

A numerical investigation of heat transfer from a uniformly heated slab of finite thickness by plane laminar wall jet flow under combined forced and natural convection, i.e., mixed convection, is presented. The problem has been solved for two classical cases such as Pr ? 1 and Pr ? 1. The effects of the Grashof number (Gr), Reynolds number (Re), Prandtl number (Pr), and thermal conductivity ratio (R_k) between the slab and fluid medium are investigated on the heat transfer characteristics, i.e., local Nusselt number, interface temperature, and average Nusselt number.     

颗粒帘换热器中固体颗粒流动特性实验研究

提出了一种基于气体-固体颗粒快速热平衡的颗粒帘换热器。为揭示该换热器中气粒两相间的动力学特性,在颗粒帘换热器实验平台上开展了颗粒帘换热器中固体颗粒流动特性的冷态实验。实验结果表明:颗粒帘沿程厚度随进气速度的增加而减小,颗粒帘后沿水平偏移量随进气速度的增加而增大;颗粒帘沿程厚度及颗粒帘后沿水平偏移量随颗粒帘初始厚度的增加而增大,随颗粒粒径及颗粒质量流量的增加而减小;颗粒帘沿程厚度和颗粒帘后沿水平偏移量随着颗粒帘下落高度的增加而增大;颗粒帘落点水平偏移量随进气速度的增加而增大,随颗粒帘初始厚度及颗粒粒径及颗粒质量流量的增加而减小。这些结果为颗粒帘换热器结构的优化设计和气固两相流动、换热及积灰特性的研究奠定了良好的基础。     

Heat Transfer and Flow Pattern Characteristics for HFE-7100 Within Microchannel Heat Sinks

This study investigates the heat transfer characteristics and flow pattern for the dielectric fluid HFE-7100 within multiport microchannel heat sinks with hydraulic diameters of 480 μm and 790 μm. The test results indicate that the heat transfer coefficient for the smaller channel is generally higher than that of the larger channel. It is found that the heat transfer coefficients are roughly independent of heat flux and vapor quality for a modest mass flux ranging from 200 to 400 kg m^?2 s^?1 at a channel size of 480 μm and there is a noticeable increase of heat transfer coefficient with heat flux for hydraulic diameters of 790 μm. The difference arises from flow pattern. However, for a smaller mass flux of 100 kg m^?2 s^?1, the presence of flow reversal at an elevated heat flux for hydraulic diameters of 480 μm led to an appreciable drop of heat transfer coefficient. For a larger channel size of 790 μm, though the flow reversal is not observed at a larger heat flux, some local early partial dryout still occurs to offset the heat flux contribution and results in an unconceivable influence of heat flux. The measured heat transfer coefficients for hydraulic diameters of 790 μm are well predicted by the Cooper correlation. However, the Cooper correlation considerably underpredicts the test data by 35–85% for hydraulic diameters of 480 μm. The influence of mass flux on the heat transfer coefficient is quite small for both channels.     

一次表面回热器的流动和传热研究

对一次表面回热器的流动和传热特性进行了试验研究和理论评价，获得了有工程价值的k-u和f-u试验曲线以及经验计算公式。指出对于当量直径为lmm左右的一次表面回热器不宜采用工业级通道而应使用微小通道的准则式，才能较为准确地评估其热性能。对比分析一次表面回热器的明显优点：质量轻，紧凑性好，传热效率高，占地面积和占用空间小以及热响应快，具有管壳式、板翅式等传统换热器无法比拟的性能和价格优势。图7表2参7     

导热墙的设计与试验

导热墙是新型传热元件,系列用两相双向热二级管技术设计而成。本文详细论述了导热墙结构参数的设计基础,给出了性能模拟试验结果。     

Consideration of Heat Transfer Enhancement Mechanism of Nano- and Micro-Scale Porous Layer via Flow Visualization

A convective heat transfer enhancement using nano- and micro-scale porous layer surface was discovered by the authors in 2004. Heat transfer experiments, analytical considerations, and flow visualization near the porous layer were performed to grasp the heat transfer enhancement mechanism. The heat transfer experiments revealed the porous layers were able to enhance heat transfer by 20–25% in net energy compared to the bare plate, independent of substrate materials. In order to understand the mechanism, one-dimensional unsteady heat conduction analysis was performed for a liquid column in the pore. It was found that the temperature recovery of the porous layer was incapable of catching up with the very fast fluctuation, so that the porous layer might be a thermal resistance when the main flow was strongly turbulent. The vestige visualized by the tracer particles of around 0.85 μm in diameter showed a fluid behavior like “squirt” from the porous layer. From the observation of the porous layer surface, the porous layer has some micro-scale bubbles inside its own pore-connecting structure in spite of the good wetting feature. These bubbles could be a main contributor to this heat transfer enhancement. To discuss this postulation, observations of bubble behavior in a microchannel have been carried out.     

刚性壁面法向振动对流动换热的影响

采用理论推导与数值模拟结合的方法,通过求解流动方程及能量方程得到壁面法向振动下流体流动特性变化规律,并分析振动对换热的影响.结果表明:层流状态下,低强度振动使壁面附近流体质点产生法向速度,但影响范围很小,对换热影响有限;随着振动强度的增大,流场逐渐转变为湍流,导致换热系数提升.通过数值模拟计算壁面平均努塞尔数随振动强度...     

组合肋通道流动与传热特性的数值分析

本文采用数值模拟的方法研究了一种新型组合肋通道的流动与传热特性,主要对比了不同肋型通道的传热性能和阻力性能,考察了雷诺数、肋间距和肋高对通道壁面特征数的影响规律.结果 表明与矩形肋、半圆肋通道相比,组合肋通道的综合传热性能最好,且阻力损失小.