水平方管底面加热熔盐混合对流模拟研究

利用数值模拟方法研究熔融盐在底面加热水平方管内的混合对流传热过程,分析熔融盐混合对流的流动和传热特性等。得到了沿流动方向各横截面处的温度、速度分布图及流线图,并对传热特性以及Nu数的变化规律进行探讨。结果表明,在高热流密度情况下非均匀加热壁面时,浮升力效应使主流核心区的形状随流动距离的增加而发生变化;在通道横截面上形成对称的二次涡流;局部Nux数在相同热流密度下随Re数的增加而增大;在Re数相同数时Nux数会随着Ri数的增加而增加;数值模拟点与湍流混合对流传热关联式的吻合度较高,其偏差在±15%以内。     

三角形阻流件几何参数对传热系数影响的数值研究

对设置三角形阻流件的水平矩形通道内的换热问题进行了二维数值模拟,在Re=1500～35000范围内,研究了阻流件顶角大小和高度对恒热流加热壁面的水平通道内的对流传热系数的影响状况.结果表明:当Re≤8000时,阻流件顶角的变化对Nu数影响不明显;当Re＞8000后,随着顶角α的增加,Nu数先上升后下降;当顶角在30°时,换热效果最好.阻流件高度对Nu数的影响很大,在相同的顶角下,高度越高,Nu数越大.     

带肋矩形直通道内的冷却空气换热特性研究

采用ANSYS CFX商用软件对带肋矩形直通道内的冷却空气换热特性进行了数值计算,并与文献[4]的实验数据进行了对比,分析了雷诺数Re和肋片角度对努塞尔特数Nu的影响。结果表明:Nu数计算平均值与实验值的变化趋势一致,但计算结果大于实验值;由于肋片的扰流作用,在两个肋片之间的壁面区域产生了两个旋涡,强化了冷却空气与固体壁面的换热;随着Re数的增大,Nu数增大,平均摩擦阻力系数也增大;当肋片角度在45°～60°之间时,冷却通道的强化对流换热效果最好。     

矩形微通道内液体流动与传热的数值模拟研究

本文针对矩形微通道内单相流动和传热特性,利用CFD模拟分析软件对其进行三维数值模拟研究.微矩形通道宽为50μm,高为200μm,工质采用去离子水.模型以有限体积法离散,SIMPLEC方法求解速度、压力和温度耦舍方程组.讨论了流体热物性随温度变化和雷诺数对速度场和温度场的影响.并与理论预测值、参考文献值比较.分析结果显示,流体粘度随温度对触的影响和粘性耗散对热起始段的作用不能忽略.fRe数随Re数的增加而减小,Nu数不受Re数的变化影响.     

开缝布置方式对开缝翅片管换热器 传热与阻力特性的影响

为了获得开缝布置方式对开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响规律,对5种不同翅片管换热器进行了数值模拟研究,并进行了模化试验验证。结果表明：增加开缝会提高翅片管换热器的传热性能,但阻力也随之增加;与开缝位置相比,开缝数量对开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响更大;在Re=4800~7500日时,开缝翅片管换热器综合流动传热性能 随着Re数的增大而增大;在5种翅片中,开缝翅片的综合流动传热性能高于普通平直翅片;数值模拟与试验结果偏差较小,采用数值模拟方法能够比较准确地分析开缝翅片管换热器的传热与阻力特性。     

脉动流场对波壁管内流体的传热及阻力的影响

为了解决换热器、发动机等设备热质传递效率低的问题,采用数值模拟和实验相结合的方法,入口速度设为具有正弦脉动特点的非定常边界、流体温度设为348 K;出口速度设为自由出口、壁面温度设为298 K、忽略管壁传热热阻;对Re=600时波壁管内流体的传热和阻力特性进行研究,分析了不同时刻管内流体的速度场和温度场,以及努塞尔数Nu和摩擦系数的变化规律,将定常和脉动流场下流体的传热及流动特性进行了对比。结果表明:脉动流场下波壁管内流体的换热效果较定常流场差异明显,在振动分率P=1.5,斯德鲁哈尔数St=2.8时,脉动流场较定常流场的Nu增幅达34%,而在P=0.5,Re=400时,脉动流场较定常流场的Nu增幅达55%;脉动流动下,摩擦系数呈现正弦规律;在瞬时雷诺数Re时,脉动流场下的平均摩擦系数与定常流场相比差别不大,但瞬时摩擦系数差异显著。     

微通道轴向导热的拉曼测温实验研究及数值模拟

建立了使用共焦显微拉曼光谱图的微尺度水温测量方法,并用于单相水的对流传热实验。将实验与数值模拟相结合,研究了微通道内轴向导热对流体的传热影响。研究发现,通道入口处壁面热通量最大、液温和壁温均呈非线性发展;局部Nu数曲线出现奇异点,且奇异点位置随着雷诺数的增大往出口处移动;努塞尔数随着雷诺数的增大而增大。     

扰流肋柱在流动方向排列密度对矩形通道表面传热影响的数值研究

运用数值计算的方法将流动方向扰流圆柱排列密度对涡轮叶片尾缘冷却通道中流动传热的影响进行了三维数值研究。研究了流动雷诺数、流动方向圆柱排列密度对肋柱扰流矩形通道表面传热影响的规律。计算结果表明:在研究范围内,肋柱表面的平均Nu均随着Re的增大而增大。在Re相同的情况下,随X/D取值的增大,肋柱表面平均Nu有所减小。Nu在通道进口附近逐渐增加,然后达到充分发展值。传热在迎向流动方向的圆柱侧较强,在流动向背侧表面传热较弱。沿圆柱高度方向在中部传热较强。     

叉排板束换热器传热特性数值研究

为提高换热器的传热性能,设计了叉排板束换热器,利用Fluent软件中的RNG k-ε模型数值研究了叉排板束的传热特性。分析了叉排板束排数对于整体Nu的影响以及板束的局部传热特性,比较了不同横纵比对整体Nu的影响,并给出不同Re下叉排板束的Nu经验公式。实验结果表明：叉排板束整体传热性能随板排数的增多而增强,当达到一定排数后传热性能趋于稳定,不同Re下趋于稳定的排数不同,当Re=4.3×105时进入稳定阶段需13排,当Re=4.3×103时进入稳定阶段仅需7排;叉排板束局部传热性能在各板排中先增大后减小,在第2~4排局部Nu达到峰值,板的局部传热性能在两个直角处以及撞击点位置大大增强;板束在横纵比为5时传热性能最佳,横纵比大于或小于5时,传热性能均会减弱;给出Re在1~500,500~1 000,1 000~200 000范围内板束整体Nu拟合公式,当Re>30 000时,与叉排圆管束相比,叉排板束传热性能提高25%     

微通道内液体流动和传热研究进展

随着尺度的微细化,微通道内液体的流动和传热出现了不同于常规尺度的现象。液体流动的Re、传热Nu和摩擦常数C等都出现了新的变化规律。许多在常规尺度下不重要的因素如黏性耗散、轴向热传导和表面浸润性等都开始变的突出。研究流体在微通道的流动和传热规律,具有重要的现实意义。对微通道内液体的流动和传热研究进行了总结,尤其是对微通道内液体的黏性耗散进行了详细的分析。     

余热回收用热管及热管式换热器的研究

简要介绍了热管及热管式换热器的工作原理,热管式换热器在工业余热回收中的应用,以及热管式换热器运行过程中防止积灰和低温腐蚀等问题的有效措施。     

Convection Condensation Heat Transfer of Steam-Air Mixture With Heat Pipe Heat Exchanger

A heat pipe heat exchanger (HPHE) was used to investigate the heat transfer performance of steam-air mixture condensation, analogous to the dew condensation of flue gas, when the steam volume fraction ranged from 0 to 20%, and the inlet temperature of steam-air mixture varied from 70 to 120°C. Self-assembled monolayers (SAMs) treatment with n-octadecyl mercaptan was adopted to modify the condensation surface of the heat pipe. The comparisons were conducted to examine the influence of SAMs on condensation heat transfer of steam-air mixture vapor. The results indicate that the convection condensation heat transfer coefficient increases with the increase of steam volume fraction and Re number of the steam-air mixture. As the inlet temperature increases, the heat transfer coefficient decreases accordingly. The heat transfer performance can be improved by the SAMs surface, with a heat transfer enhancement ratio up to 1.6 at a condition of 20% of the steam volume fraction and 1500 Re number.     

Heat Transfer Studies of a Heat Pipe

The present investigation reports a theoretical and experimental study of a wire screen heat pipe, the evaporator section of which is subjected to forced convective heating and the condenser section to natural convective cooling in air. The theoretical study deals with the development of an analytical model based on thermal resistance network approach. The model computes thermal resistances at the external surface of the evaporator and condenser as well as inside the heat pipe. A test rig has been developed to evaluate the thermal performance of the heat pipe. The effects of operating parameters (i.e., tilt angle of the heat pipe and heating fluid inlet temperature at the evaporator) have been experimentally studied. Experimental results have been used to compare the analytical model. The heat transfer coefficients predicted by the model at the external surface of the evaporator and condenser are reasonably in agreement with experimental results.     

热管式真空管集热器热管的传热分析

热管是依靠自身内部液体工质的相变来实现传热的元件,传热机理十分复杂。本文在Nusselt竖直壁面层流膜状凝结理论的基础上,就热管冷凝段和蒸发段的传热分别进行分析,提出了平均换热系数h2^-和Nu^-。     

热管余热回收器传热计算方法研究

余热回收器设备在结构上的关键部件为高温和低温受热面。因此,对于余热回收器的设计来说,设计的主要难点集中在传热机理、传热模型、高温介质混合的特性研究等方面。本文主要介绍余热回收器换热管内有多种高温介质混合、换热管外有相变过程的传热计算方法,为今后类似余热回收器的设计提供参考。     

分区蓄热水箱应用于太阳能热泵中的蓄放热分析

针对冬季太阳能辐射弱且不稳定的特点,提出一种应用于太阳能热泵的分区蓄热水箱,以水泵驱动蓄热水箱循环区与蓄热区的热量传递,并运用热力学原理对水箱循环区与蓄热区的运行状况进行模拟,分析了水箱两区在不同水泵体积流量下的逐时温度变化并与整体式水箱进行对比。结果表明,分区蓄热水箱克服了整体式水箱的热惰性,启动灵活,能在较短时间内达到热泵运行的理想温度,显著提高了系统的性能。     

热管及其换热器在烟气余热回收中的应用

简要介绍了热管技术,并分析了其传热机理。热管换热器具有许多独特的优点,已经获得了广泛的工业应用,应用主要集中在中低温余热资源回收利用方面,应完善高温热管,以拓宽热管换热器在高温余热资源中的应用。     

热管式余热锅炉热管爆管原因分析

主要介绍了在冶炼余热制酸系统中热管余热锅炉出现的爆管现象,针对热管爆管的原因进行了分析,并提出了解决方案。     

矿井余热水源热泵技术的研究

矿井余热水源热泵系统是一种新型节能技术,通过水源热泵技术提取矿区余热资源加以利用,可减少煤耗或完全替代锅炉,通过实例分析,指出此系统具有节能环保,初投资及运行费用低等优点。     

Stream-Symmetry of Heat Exchangers and Heat Exchanger Assemblies

Sufficient conditions are given for a heat exchanger or an assembly of heat exchangers to be invariant under the interchange of the two fluids. Analysis of this symmetry is performed on tht basis of geometrical or topological properties of the exchanger, and no prior knowledge of the exchanger solution is required. The 1-2 and 1-4 TEMA E, the split-flow TEMA G, and the divided-flow TEMA J shell-and-tube exchangers are discussed as examples. A t tent ion is drawn to possible erroneous interpretations of published F-charts for stream-unsymmetric eases.