肋片振动对带肋矩形通道内流动和换热影响的数值研究

基于Fluent动网格及UDF编程技术对二维流场中振动带肋矩形直通道的流动与换热特性进行了数值模拟,分析了振幅和频率对其换热特性的影响。数值计算表明,相比于静止的带肋矩形直通道的换热,振动对其换热有一定的影响,并且随着振幅和频率的提高,振动强化换热效果越显著;振动同时也使通道内的流场结构发生了改变,振幅和频率的提高都能使通道内的静压迅速地增加,振动时静止通道内两肋片之间尺度大小不一的两个漩涡随着振幅、频率的提高,漩涡尺度相继变小,直至最后都被主流带走。     

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。     

带扰流片的矩形通道的实验研究

以高温透平叶片冷却为应用背景，对带有顺排、错排扰流片的矩形通道进行了实验研究。实验结果表明：在相同的雷诺数下，错排扰流片比顺排扰流片具有更好的强化换热效果，即便保持相同的流动阻力，错排扰流片的冷却效果仍强于顺排扰流片。     

带扰流片的矩形直通道内的流动与换热

建立了矩形直通道内三维可压缩流动与换热模型 ,对来流雷诺数Re在 1× 10 5～ 3× 10 5范围内 ,带顺排和错排扰流片的通道内部对流换热过程进行了模拟计算。计算结果表明 ,矩形扰流片具有明显的强化冷却效果 ,扰流片表面的对流换热系数明显高于光滑表面的值 ,有扰流片区域的壁面温度明显降低 ;错排扰流片与顺排扰流片相比 ,对流换热系数增大 4 %左右。计算结果归纳了传热和流动压降关系式。     

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.     

仿螺旋肋片内冷通道流动与传热数值分析

利用数值分析方法研究了新型仿螺旋肋片内冷通道的传热与流动特性。采用横截面积为矩形、上下表面带有间断性倾斜矩形肋片叉排且对置的仿螺旋肋片内部冷却通道。分析了在通道宽高比AR=2.9、肋化比Ff/F=2.545、肋高与通道当量直径比e/Dh=0.336、肋间距与肋高比p/e=0.6、肋片与轴面的夹角β=15°及R e在1×104~2×105时的非旋转情况下,R e、肋片与主流方向夹角α等参数对内冷通道强化传热与流动阻力特性的影响。计算结果表明,该仿螺旋矩形肋片作为旋流形成装置起到了迫使流体旋转运动、提高流速和减小层流底层厚度的作用,通道内流体流动达到了预期的螺旋流动效果,通道平均换热系数得到了明显的提高,但同时流动阻力也显著增加。     

振动对带肋通道内流动与传热影响的数值模拟

运用Fluent UDF动网格技术将二维流场中振动对带肋矩形直通道的流动与换热特性进行了数值模拟,分析了相同振动条件下入口速度对流动与换热的影响,以及相同振动强度下振幅和频率对流动与换热的影响.结果表明:相同振动条件下,Re越大,换热增长率越低,入口静压波动越大,且静压峰值相位相对于振动峰值相位逐渐超前;相同振动强度下,振幅越大,振动引起的换热波动越小,换热增长率越低;当振幅大于一个临界值时,振幅对换热的影响不明显;振幅越大,入口静压波动幅度越大;振动可以强化换热,但是随着Re和振幅的增大,局部区域会出现抑制换热的情况.     

矩形翅片的传热分析与数值模拟

对椭圆芯管矩形翅片和大功率晶闸管用热管散热器偏心圆芯管矩形翅片的传热进行了分析和数值模拟,获得了相应的肋效率曲线,并与已有的近似解作了比较。初步考查了偏心度、材料变物性和翅基温度的不均匀性对偏心圆芯管矩形翅片传热的影响。     

竖直矩形细通道内水沸腾换热的数值模拟

对宽度为1和O.1 mm竖直矩形细通道内的沸腾换热展开研究,通过数值模拟的方法探索汽泡生成、长大和脱离的过程;用几何重构和界面追踪的方法获取相界面移动和变化对系统内压差以及平均表面换热系数的影响,计算中考虑了重力、表面张力和壁面黏性的作用.发现:通道宽度的不同对汽泡生长方式和汽泡形态产生很大影响,并由此导致临界热流密度...     

矩形微通道内流体流动特性的数值研究

对矩形微通道实体模型进行简化处理,并建立微通道内流体流动的数学模型.设定矩形微通道水力直径Dh=120～480 μm,入口雷诺数Re=ll.9～3 817.1,以20℃蒸馏水为流动工质,借助FLUENT分别对不同水力直径的三组矩形微通道内流体流动特性展开数值模拟研究,并将数值模拟结果与理论预测值及其他学者的研究结论进行对比.结果表明:随着微通道水力直径的减小,摩擦阻力系数、速度梯度和压强梯度都呈现增大趋势;在微尺度下,矩形微通道内临界Re提前,而且水力直径越小,临界Re值越小.     

省煤器鳍片管强化传热的三维数值模拟和场协同原理分析

利用FLUENT软件对省煤器横截面积恒定的4种矩形鳍片管的传热和流动特性进行了三维数值模拟,将数值模拟结果与试验结果进行了比较.并用场协同理论进行了分析.结果表明:Re数在2 000～5 000范围内,5 mm×20 mm矩形鳍片管的换热区域速度场和温度场协同度较高并且流动阻力系数较小,其综合强化传热效果好.     

旋转对梯形扰流柱通道流动及换热的影响

采用数值模拟的方法,对在旋转情况下的有弦向出流的梯形扰流柱通道内的三维流场进行了模拟研究。重点研究了在固定出流比的情况下,不同转速对扰流柱通道内的流动情况及端壁平均换热系数的影响。计算结果表明：R_o不为0时,通道内的流场与静止时相比有较大变化,在扰流柱区域内的扰动强度明显增大,流动更加紊乱,在扰流柱区域和无柱区域内均有涡旋现象发生;当Re数一定时,通道的压降和端壁的平均换热系数随着旋转数R_o的增大而增加;旋转对扰流柱通道的压降和端壁换热系数有明显影响,旋转对扰流柱通道流动及换热的影响随通道数Re数的增大而增强。     

恒肋重鳍片管换热与流动特性的三维数值模拟

利用FLUENT软件对省煤器横截面积恒定的4种矩形鳍片管的传热和流动特性进行了三维数值模拟,将数值模拟结果与试验结果进行了比较,并编程计算分析了四种鳍片的换热效率。结果表明:恒重时,随鳍片厚度肋效率增大,其对流换热效果增加,但流动阻力也增大;5mm×20mm矩形鳍片管的换热效果较高并且流动阻力系数较小,其综合强化传热效果好。     

带交错叉排肋的矩形通道流场和壁面换热特性的数值模拟

为了获得高的换热系数和流动损失小的涡轮叶片内冷通道,提出了在上下壁面交错叉排布置肋的通道结构,利用数值计算的方法研究了通道各个壁面的换热特性、流动特性和流体的温度分布规律。入口雷诺数变化范围为30000~120000。采用结构化网格进行网格划分,利用realizablek-ε湍流模型和增强壁面函数封闭方程。计算结果表明,所提出的通道结构不仅在带肋的上下壁面具有较高的换热系数,大约为2.2~2.4,光滑的左右壁面的换热也增强了1.4~1.6倍,通道内的温度分布呈现出同心圆的分布,在靠近壁面的位置,二次流动较强。     

V形肋片型太阳能空气集热器换热特性的研究

本文运用数值模拟的方法,对带有多重V形肋片的平板型太阳能空气集热器的换热与流动特性进行了研究。在雷诺数5 000~20 000范围内,采用RNG k-ε湍流模型,研究了相对肋宽比(W/w)对集热器换热特性的影响规律,并对集热器内部流场进行了分析。研究结果表明,V形肋片增强了空气的对流换热。这是由于流体掠过肋片后,产生旋涡和回流,加强了流体扰动,从而使换热增强。相对其它肋宽比而言,W/w=6时,集热器具有较好的换热效果,努塞尔数为光滑壁面的2.54倍,但肋片的存在导致摩擦损失增加,换热性能因数最大为1.55。     

脉动燃烧器不同形式风冷翅片传热与流动特性的数值模拟

结合脉动燃烧器高温燃烧室和尾管部分需要风冷的实际情况,采用数值模拟方法针对几种典型翅片的传热与流动特性进行了数值计算,比较分析了不同形式翅片的表面传热系数、№数和表面摩擦系数,最终为脉动燃烧器风冷翅片选择了较为合理的翅片形式。     

百叶窗翅片传热与流动的三维数值模拟

本文对空气在百叶窗翅片内部流动和传热建立了三维数值计算模型.计算结果与文献所提供的实验数据进行了对比,在整个计算范围内,Re=0～1500,j和f的平均偏差分别为1.96%和10.5%.在深入揭示百叶窗翅片流动机理的基础上,进一步比较了百叶窗翅片开窗角度La和换向区长度S对其传热和流动阻力的影响,分析结果为百叶窗翅片的模具制作及其优化设计提供了依据.     

百叶窗翅片的传热和阻力性能试验研究

风洞试验台上对8种不同结构参数的百叶窗翅片进行传热和流动阻力的性能试验。分析比较了翅片长度、翅片间距、翅片高度对其传热和阻力性能的影响，其中翅片长度和翅片间距对无量纲传热j因子和摩擦阻力f因子影响较大，翅片高度影响较小。同时采用3√j/f因子综合评价了8种翅片的强化传热效果。结果表明，翅片长度对强化传热影响最为显著。     

翅柱复合型冷却器表面传热性能的数值研究

提出一种用于油液冷却的新型翅柱复合型冷却器,并应用SIMPLE算法对于其二维简化模型在不同工况下的表面传热及流动阻力进行数值模拟。将模拟结果与试验和经验关联式相比较,吻合情况良好,表明此算法和所简化的模型是合理的。根据数值模拟结果研究这种传热表面的传热机理,分析翅柱位置及几何参数对流动与传热的影响,对该新型翅片的推广及优化设计有较大帮助。