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.     

球体内混合有机材料相变传热特性分析

利用移动热源法对相变材料在球壳内的凝固与熔化过程进行理论分析,得出不同工况条件下相变热量与相变界面随时间变化规律。与有机混合相变材料实验结果对比表明,该理论分析对实际相变过程有很好的预见性。     

蓄冷平板相变换热器凝固传热特性研究

本文建立了蓄冷平板相变换热器中蓄冷平板单体凝固过程变化规律的数理模型,并用一种简便方法求解了凝固过程非稳态移动界面传热问题,获得了有关传热速率,界面移动,载冷剂出口温度的变化规律,讨论了蓄冷平板相变换热器的传热特性。     

环腔型汽车相变蓄能器蓄能特性研究

通过对相变蓄能器的蓄能及相变过程进行了模拟分析,得到了相变材料在蓄能过程中液相分数及温度随时间的变化规律。模拟了不同相变材料初温、不同流体初温、不同工况下相变蓄能器的蓄能情况。得到了冬天和夏天相变蓄热器初始温度不同时,液相率的变化影响不明显,设计的相变蓄能器在40 min左右完成蓄能过程,符合城市生活的一个出行时间。在进口水温为368K时对蓄热最有利,能达到最好的蓄热效果。当进口流速0.113 m/s时,此后流速继续增大,蓄热时间已没有明显的变化,这时再通过减小流体与材料间对流换热热阻来加强换热意义不大。     

相变蓄热同心套管传热模型和性能分析

建立了一种简便的相变蓄热同心套管传热模型,用来求解相变材料在相变过程中流体温度和相变界面随时间和向位置的变化规律,模型中考虑了相变材料导热热阻和有效传热面积随时间和位置的变化,适用于流体入口温度和流量随时间变化的情况,计算值与有关文献值吻合,验证了模型的正确性。藉此模型对文献「７」中相变贮能换热器的储、放热性能进行了模拟分析。     

内翅式套管相变蓄热器性能研究

相变蓄热能有效地解决太阳能利用过程中供需不匹配的问题。文章对内翅式太阳能套管式相变蓄热器的蓄热性能进行了研究,结果表明:供热流体入口速度越大,熔化过程所需要的时间越短;速度为2.5 m/s时,熔化过程需要225 min左右;与未加翅片的蓄热器相比,在相变材料侧增加环形翅片时蓄热时间缩短10%左右。     

多级并联相变管壳式换热器传热性能分析

在管壳式换热器中并联填充多级相变材料或填充单相变材料,比较两种传热装置的传热性能,分析相变材料在两种换热器的换热过程中的熔化特性、换热速率。结果显示：对于相变材料三级并联填充的换热器,相变材料完全熔化时间沿换热内管（热工质流体）轴心往外逐渐增加;在所有相变材料均完成相变之前,其三级并联相变材料的熔融前沿呈曲线状;相变材料三级并联填充的换热器的最高换热速率是单相变材料填充的1.03倍;热工质流体入口温度不变时,增加热工质流体流量可以在一定限度上增加相变材料三级并联填充的换热器的换热效率;但热工质流体流量过大会在一定限度上降低相变材料三级并联填充的换热器的换热效率。     

相变储能堆积床传热特性的研究

基于多孔介质传热理论,建立了储能堆积床的传热模型.在此基础上分析了换热流体流量、温度、单元尺寸、相变材料导热系数和孔隙率等参数对堆积床传热特性的影响.研究表明,提高相变材料的导热系数,增大换热流体温差或减小单元尺寸对堆积床传热速率有明显提高,而提高换热流体流量,增大对流换热系数对传热速率的影响不明显.因而强化相变材料侧的传热过程是提高堆积床传热速率的有效途径.     

固—液相变蓄热强化传热的实验研究

石蜡是良好的盯变蓄热材料（ＰＣＭ）,没有相分离和过冷现象。本文描述了以石蜡为蓄热材料,对单盘管和双盘管蓄热器进行的蓄、放热实验研究。结果表明：在类似的实验条件下,双盘管蓄热器增加了７０％传热面积,可以将一个蓄／放热循环的时间减少到大约为单盘管蓄热器的１／３。     

添加石蜡的相变水泥墙传热性能分析

利用ANSYS有限元分析软件,模拟添加石蜡的相变水泥墙体和普通水泥墙体的传热性能。通过模拟计算,给出普通水泥墙和相变水泥墙在一侧受到热流时另一侧的表面温度和热流的变化规律,并与实验测试结果进行比较;通过对比研究相变墙体和普通墙体的传热性能,分析相变墙的节能效果和可行性;同时求解相变墙体表面恒温时间随导热系数和相变潜热的变化规律。结果显示:数值模拟结果与实验测试结果较吻合,模拟方法可行;与普通墙体相比,相变墙体的温度变化平缓,热流传递出现滞后,热流量小,节能效果较明显;提高相变材料的导热系数和潜热能提高表面恒温时间,有利于相变材料在墙体中的储能效果。     

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。     

汽油机活塞冷却喷射两相流及传热分析

为了深入研究活塞冷却喷射的油束运动发展规律及不同活塞冷却方式对传热的影响,对比研究了3种活塞冷却方案.首先,在稳定的流场环境里对油束进行了验证,保证了后续瞬态强气流条件下喷射计算的准确度.通过曲轴箱内的仿真计算,得到了活塞冷却喷射图像、内冷油道与活塞底面的平均传热系数分布、活塞的温度分布.针对模型A(内冷油道强制冷却+...     

热力循环温差传热不可避免损失研究

~~热力循环温差传热不可避免损失研究@张晓晖$上海理工大学动力工程学院!上海200093 @杨茉$上海理工大学动力工程学院!上海200093 @章立新$上海理工大学动力工程学院!上海200093 @卢玫$上海理工大学动力工程学院!上海200093~~~~~~     

Heat Transfer Characteristics during Mist Cooling on a Heated Cylinder

Mist cooling is expected to contribute to better steel products because it enables uniform and moderate cooling in steel-making processes. In this study, experimental data were obtained to understand the mist cooling process in a high-temperature cylinder. The wetting phenomenon on the cylinder surface was also observed with an installed CCD camera. Comparing these results with those from previous investigations, we found that our cooling curve corresponded to two distinct heat transfer regimes in mist cooling. A simplified model from the analysis was introduced to simulate the cooling curve in each heat transfer regime. The estimated cooling curves by this model agreed with the experimental data in one regime and had a similarity in the other regime.     

斯特林机加热管积碳对其换热与循环特性的影响

以柴油机尾气为碳源,考察发动机加热管内流体雷诺数、流体温度和积碳时间对积碳量的影响规律,分析积碳量对加热管换热特性以及对发动机运行性能的影响。研究表明:同一工况下,管内积碳量随积碳时间近似线性增加(180 h);积碳量受雷诺数和流体温度影响较大,雷诺数为10 434时,积碳量最大,管内流体温度为110℃时,积碳量为1.645 6 g,约为190℃时积碳量(0.165 1 g)的10倍;积碳量较少时,可以强化加热管的换热性能,但随着积碳量的增加,换热性能逐渐降低;利用SIMPLE模型考察了管内积碳对斯特林循环的影响,随着积碳量的增加,斯特林发动机的循环效率和循环功率都先增加后减少。结合效能分析,提出在循环功率降低到初始状态功率以下时,此时单位面积积碳量约为5.11~6.88 mg/cm~2,雷诺数在3 688~33 523范围内,建议对斯特林发动机进行积碳检测和清洗。     

Heat Transfer Characteristics of a Volumetric Absorption Solar Collector using Nano-Encapsulated Phase Change Slurry

ABSTRACT

The conventional solar collectors which absorb solar energy through surface of the receiver have much energy waste during energy conversion process due to heat loss from the pipe surface. Volumetric absorption solar collectors (VASC) can overcome this problem through directly absorbing solar energy by nanofliud with excellent optical absorption property. Nano-encapsulated phase change material (NPCM) is a kind of novel composite PCMs widely adopted in thermal energy storage system. The NPCM slurry (NPCS) has great potential to be used in VASC since it can be used as both the heat transfer fluid and energy storage medium. In the present study, a numerical model based on the Eulerian-Eulerian approach is built to investigate the heat transfer characteristics of NPCS in a parallel plate channel for volumetric absorption of solar energy. Influences of different parameters such as the extinction coefficient, flow velocity, radiative intensity on the performance of collector are studied through the numerical simulation. The results indicate that the NPCS shows better performance in the VASC compared with the conventional nanofluids without phase change. The information provided is helpful in the further study of solar energy volumetric absorption.     

发动机冷却水腔内沸腾传热的模拟研究

从单相流观点出发研究了两种计算过冷流动沸腾传热的思路:分区描述法和叠加计算法.提出了两个基于分区描述法的沸腾模型A和沸腾模型B;修正了基于叠加计算法的Chen沸腾模型和BDL沸腾模型中对流传热项的计算方法.利用这些沸腾模型进行了缸盖鼻梁区冷却水腔沸腾传热的数值模拟,并与试验结果进行了对比分析.结果表明:采用分区描述法和叠加计算法进行发动机冷却水腔内过冷流动沸腾传热计算均是可行且有效的方法;采用沸腾模型A和修正的BDL模型的预测精度比另两个沸腾模型要高;提高流速和过冷度均能强化沸腾传热的能力,提高压力后则在更高的壁面温度下才出现沸腾传热.     

Impact of Fin Arrangement on Heat Transfer and Melting Characteristics of Phase Change Material

Present work investigates the heat transfer and melting behaviour of phase change material(PCM) in six enclosures(enclosure-1 to 6) filled with paraffin wax.Proposed enclosures are equipped with distinct arrangements of the fins while keeping the fin’s surface area equal in each case.Comparative analysis has been presented to recognize the suitable fin arrangements that facilitate improved heat transfer and melting rate of the PCM.Left wall of the enclosure is maintained isothermal for the tempe...     

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。