锯齿型翅片单元的流动与传热数值模拟

建立了2种板翅式散热器的锯齿型翅片通道的三维模型,仿真分析了散热器内部不同位置和区域的微观流动机制.通过风洞实验测量了散热器在3种工况下的工作效率.分析结果表明,翅片厚度、热侧通道的数量及高度对散热器的换热和阻力性能具有重要影响,并且雷诺数越大,则影响越显著.当雷诺数增大时,翅片表面换热系数和摩擦系数均增大.在同一雷诺数下,单个翅片的表面换热系数和摩擦系数均沿流向降低.计算与实验结果表明,采用计算流体力学（CFD）模拟分析方法,通过建立合适的模型及网格,不仅有助于了解散热器内部工作状况,而且能够获得有效的性能数据.     

风冷散热器仿真中对流换热系数的计算方法

对风冷散热器进行温度场仿真,需要计算对流换热系数的值。根据导热理论,建立功率半导体器件及其散热器风冷的物理模型,给出对流换热系数的计算公式,以及干空气不同温度条件下计算公式中各参数的取值表,提出仿真时对流换热系数的调整流程。通过仿真和实验,验证了对流换热系数计算方法和调整方法的正确性。     

基于热成像技术的车用散热器性能模型研究

为提高基于CFD(Computational fluid dynamics)与ε-NTU(效能传热单元数法)的冷却性能预估方法在实际应用中的准确性。首先,针对国内某中型SUV冷却液散热器,利用红外热成像技术监测热传导过程;随后,通过分析结果,确定工作时的温度分布;再后,对散热器表面进行区域16等分,设定不同的壁面温度获取换热系数,并运用平均值对原有的CFD与ε-NTU冷却性能预估方法进行改进;最后,将所得数据进行对比,验证模型的可靠性。结果表明:热流体温度分布呈现"双峰"特征,沿流向指向出水室,进水管位置、几何特征以及流量分配方式对该特征影响较大;通过计算平均换热系数的方式,可建立基于CFD与ε-NTU法的散热器性能改进模型;通过对比可知,与原始模型的3.69%相比,改进模型与试验误差较小,约为1.55%;该模型为中大马力的工程车辆冷却系统节能性设计提供了一定的理论依据和参考。     

流道内填充不锈钢珠液冷散热器的传热性能

多孔介质的"弥散效应"和"肋化效应"能够对液体冷却起到显著的强化作用.通过对蛇形流道散热器填充不同直径不锈钢珠的流动及换热性能进行归纳和分析,发现在相同孔隙率下,填充Φ 3 mm不锈钢珠的散热器具有最佳的传热强化效果,其换热Nu数大约是填充Φ 2 mm、Φ 4 mm不锈钢珠散热器的1.25倍,是未填充不锈钢珠散热器的3倍,并且其所产生的流动阻力和填充Φ 4 mm不锈钢珠散热器相差不明显,但比填充Φ 2 mm不锈钢珠散热器大约低20%.     

工程车辆五位数翼型热管散热器性能对比分析

为提高某工程车辆散热器综合性能,根据厂商提供的尺寸参数,对其进行性能分析和结构优化。建立散热器单元体模型进行三维数值模拟计算,并将仿真结果与试验结果对比分析,以验证该模拟方法的准确性;以降低压力损失为前提,选用NACA23021翼型建立散热器热管模型,采用相同的仿真方法获取散热器空气侧压力损失和换热系数,进一步得出两者的综合性能评价因子j/f1/3;将NACA23021翼型管翅片综合评价因子与已发表文献中NACA0018仿真结果进行对比分析。研究结果表明:在入口空气流速为2~10 m/s范围内,散热器空气侧压力损失和换热系数的试验与仿真误差值小于5%;在仿真区间内,NACA23021翼型管翅片的综合评价因子较扁平管翅片平均高出约23%,较NACA0018翼型管翅片平均高出约9.7%,为该翼型管翅片散热器在工程车辆上应用提供了参考。     

风冷垂直管吸收器外部冷却过程数值研究

对吸收器风冷方式进行探讨,并利用CFD软件对双排风冷垂直管吸收器的翅片表面的空气流动及换热过程进行了数值模拟。通过研究获得不同结构参数下翅片表面流体流动特性和换热性能。获得的结论对于风冷吸收器结构设计具有一定的指导意义。     

风冷垂直管吸收器外部冷却过程数值研究

对吸收器风冷方式进行探讨,并利用CFD软件对双排风冷垂直管吸收器的翅片表面的空气流动及换热过程进行了数值模拟。通过研究获得不同结构参数下翅片表面流体流动特性和换热性能。获得的结论对于风冷吸收器结构设计具有一定的指导意义。     

蜂窝板传热元件的数值模拟

应用CFD软件FLUENT对蜂窝板传热元件板间空气的三维流动进行了数值模拟,对中心间距为19mm的蜂窝板传热元件在不同质量流量情况下的换热和阻力特性进行了计算分析,给出了在300〈Re〈5000范围内Re与Nu和Re与阻力系数．厂关系的拟合公式,采用同样的方法,对平板以及蜂窝中心间距为19mm、25mm和38mm的蜂窝板进行了对比数值模拟,对4种传热元件换热性能和阻力性能进行了比较．结果表明,在研究的参数范围内,蜂窝板的换热性能比平板的好,而平板的阻力性能较好：3种蜂窝板中,中心间距为38mm的蜂窝板换热性能和阻力性能都较好．     

回转式空气预热器传热元件传热与流动三维数值模拟

为提高回转式空气预热器的传热性能,降低其流动阻力,需要对其内部的传热元件进行板型的优化设计。利用计算流体力学软件fluent,对回转式空气预热器几种常用传热元件的传热与流动问题进行了三维数值模拟研究。对模拟数据进行分析,得到了不同传热元件的传热特性及阻力特性曲线,通过对具体模拟数据的对比分析发现:带波纹的传热元件的换热效果较由光板组成的传热元件好;随着板型当量直径的减小,单位体积的换热面积逐渐增大,传热元件的换热效果不断提升,流动阻力不断增大;同类型板型的几何参数对其传热特性及阻力特性有较大影响。模拟结果可为传热元件的选型优化以及回转式空气预热器的设计计算提供基础数据。     

火焰CVD法制备纳米TiO2颗粒尺寸分布模拟计算

用计算流体力学和颗粒动力学的积分碰撞频率系数、CFD商业软件Fluent对工业丙烷/空气火焰CYO法制备纳米TiO2颗粒材料的颗粒长大与合并过程、及颗粒的尺寸分布进行了模拟计算.用整体反应模型及涡团耗散模型计算化学反应速率、标准k-ε模型模拟湍流流动、非平衡避面函数法处理近壁面流场、离散方程中的对流项采用一阶上风差分、压力和速度的耦合方式为SIMPLE算法、辐射换热的P1辐射模型,对工业丙烷/空气火焰的形状、火焰长度、及火焰温度的模拟计算结果与实验结果一致;用流体力学方程、nv守恒条件及颗粒动力学的积分碰撞频率系数,对工业丙烷,空气火焰CVD法制备纳米TiO2颗粒尺寸分布的模拟结果表明计算流体力学和积分碰撞频率系数能够给出合理的颗粒尺寸分布及尺寸的大小.     

波纹翅片管换热器空气侧流动换热的三维数值模拟

基于有限容积法建立波纹翅片管换热器流体流动与传热的计算模型,在不同送风速度工况下,分别对6种不同波纹倾角结构换热器内流体的流动及传热进行了数值模拟,分析了流道内的温度场、压力场及速度场的变化规律,得到了换热量、压降以及出口温度随入口风速变化的规律。结果表明,换热量、压降以及出口温度均随波纹倾角的增加而增大;换热量随着送风速度的加快而增加,压降及出口温度随着送风速度的加快而降低;翅片板间流体的流动与传热存在比较明显的不均性,导致换热管背风侧存在明显的传热"死区"。     

变地域暖风机多通道空气流动数值模拟及换热性能分析

针对变地域暖风机多通道空气流动进行了数值模拟．由于数值模拟对象结构复杂、计算区域的尺寸变化大．采用非结构化网格、网格拓扑技术．解决了数值计算中遇到的困难．计算结果与实验数据基本吻合，表明数值计算所采用的数学模型、边界条件等是合理可靠的．在此基础上．计算研究了不同送风量、不同海拔高度、不同送风口位置对流量分配比及机组本体压力损失的影响规律，并分析了流量分配比与其换热能力的匹配问题．计算分析所得结果为变地域暖风机多通道空气流动及换热的合理设计提供了理论依据和基础数据．     

带有共轭导热柱的矩形窄缝通道内气体的流动传热模拟

以带有共轭导热柱的矩形窄缝管道内气体的流动传热为例,介绍了一种CFD的数值仿真技术．先利用Pro／e5．0建立了传热模型,再导入ICEM CFD中划分网格,最后在AN-SYS-CFX中进行求解计算．通过整个传热过程的模拟得出了矩形窄缝管道不同截面的温度、速度和压强分布云图,对不同高宽比情况下矩形窄缝管道内的气体流动与传热进行了对比分析,得出了大宽高比的矩形管道角部靠近上下面区域有热流集中现象,而且随着矩形窄缝管道高宽比越大,出口气流温度越高,传热效果越好,但阻力也越大,压降增加．     

空气-SRNA-4催化剂磁流化床动力学研究

在内径和高分别为140mm和1600 mm气固磁流化床反应器内,分别以空气和SRNA-4催化剂(平均粒径50μm)为气相和固相,采用不同外加磁场强度对磁流化床动力学进行了研究。应用计算流体力学软件FLUENT 6.2对磁流化床内局部固含率和床层压降进行了模拟计算。模拟结果显示:无磁场作用时,随表观气速增加,床层界面变化剧烈,床内局部固含率的分布极不均匀,床层压降升高。随着磁场强度增加,气泡的数目和尺寸减小,床中局部固含率增大,且分布变得较均匀,床层压降呈现下降趋势。模拟结果与实验数据吻合良好。     

基于FLUENT的热管换热器纵向冲刷方式模拟

利用CFD软件FLUENT对流体在热管换热器中纵向冲刷方式进行数值模拟,对流场中压降、温度等参数进行了分析。结果表明,在相同情况下纵向冲刷时的流体压降小于横向冲刷,但纵向冲刷时传热效果较差;纵向冲刷时流体压降受管间距与热管长度等因素的影响,并且与热管长度成正比。在热管上加装纵向翅片可有效地改善流体纵向冲刷的换热效果,并且使流场内温度分布更为均匀。     

外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性模拟

为进一步揭示外掠管束间蒸发冷却传热传质及压降特性,综合考虑了管束壁面水膜的形成及湿空气-喷淋水间传质过程,采用DPM(Discrete phase model)与水膜耦合的欧拉-拉格朗日方法,建立了外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性分析模型。首先,采用文献实验数据验证了模型的可靠性,其误差在1%范围内;然后,采用模拟方法,研究了外掠管束间传热传质及压降沿竖直高度方向的变化特征。结果表明：由于湿空气焓差和饱和空气焓差的变化,导致传质系数沿盘管高度方向发生波动,但总体呈降低趋势;在同一工况下,湿空气焓差对传质系数的影响较大,传质系数的波动主要是湿空气焓变化造成的;外掠交错管束间喷淋水膜温度并非保持恒定不变,而是随盘管高度的降低而降低,即沿下落方向液膜温度逐渐降低;交错管束底部区域喷淋水蒸发量最大,沿盘管高度方向,喷淋水蒸发量降低;喷淋水发过程主要发生在管束表面及管束尾流区,通过在管束间增加挡板或者减小管间距,可以强化管束表面及尾流区流场扰流作用,增强喷淋水的蒸发冷却作用;交错管束间传热系数在换热盘管中间稳定区域变化较小,其受进气温度、喷淋水温度及相对湿度的影响较小;交错管束间压力...     

一体式变压器室内热环境影响因素的研究

室内热环境对主变压器的散热性能有重要影响。基于实地测试数据,建立了计算流体动力学数值模拟模型,改变通风方式、机械送风速度和负载率对一体式电力变压器室的室内热环境进行了研究。通过分析温度场、速度场、温度梯度和换气效率来评价4种通风方式的通风和散热效果。创建了位于散热器内部的两条直线,研究了机械送风速度和负载率的变化对散热器散热性能的影响。     

Numerical investigation on gas flow heat transfer and pressure drop in the shell side of spiral-wound heat exchangers

As a critical facility,spiral-wound heat exchanger was(SWHE)has the been widely used in many industrial applications.boundary A computational fluid dynamics(CFD)model employed with smallest periodic element results and periodic conditions to examine around the the characteristics tube of the shell side of SWHE.Numerical simulation show that the heat transfer coefficients and initially mean increase absolute and subsequently decrease simulated 5%with heat radial angle because of the influence measured of backflow turbulent separation.nitrogen The deviation between is transfer coefficients and values for methane,drop,ethane,and are a mixture(methane/ethane)within when mean Reynolds number is over is 30000.For the pressure the simulated results values smaller than the measured values,and the absolute on deviation within 9%.Numerical simulation also tubes indicate that the pressure drop the and heat of transfer coefficients angle the shell side and of SWHE heat decrease as the winding the angle of the increases.Nusselt Considering effect winding on pressure drops transfer coefficients,modified correlations of_=0.308Re~(0.64)Pr~(0.36)(1+sin)~(1.38 )and friction factor f_=0.435Re~(-0.133)(sin)~(-0.36),are proposed.Comparing Nu number with the experimental data,the maximum deviations for heat transfer coefficients and pressure drops are less than 5%and11%respectively.     

油-水列管式换热器流场的数值模拟

根据某工程用油-水列管式换热器结构,建立了其数值模型,采用前处理软件icem cfd对求解域进行离散,获得非结构化网格,然后利用计算流体力学(CFD)软件fluent求解油-水列管式换热器的流场,得到了该油-水列管式换热器的温度场、压力场和流线图。仿真结果分析表明:采用CFD软件数值模拟流场,所得结果可信,可作为传统设计方法的有益补充,且可对该换热器结构进行诸多优化。     

OWC air chamber performance prediction under impulse turbine damping effects

Oscillating water columns(OWCs)are most widely used in coastal wave energy conversion.The air duct opens into the atmosphere through the air turbine,which is the power take-off device,and this results in a pressure drop across the air chamber.However,because of the complex configure of the impulse turbine and its high rotation speed,it is difficult to install it in the experimental simulator and numerical model.Therefore,the turbine damping effects on the operation of the OWC air chamber are induced to predict its performance more accurately.Orifice plates are used as a substitute for the impulse turbine as it generates a similar pressure drop and power output;the experimental and numerical pressure drops and output powers are compared.A 3D numerical wave tank based on the two-phase VOF model is established using the commercial CFD code Fluent,which can predict air flow and pressure variations in the chamber and duct.Water surface elevations,air flow velocity and pressure variation inside the chamber with the orifice plate are studied numerically,and validated by the corresponding experimental data.The air chamber of the Yongsoo OWC pilot plant is used as the engineering project case.The operating performance of the air chamber installed with a 0.428D orifice plate as the substitute for the designed impulse turbine is computed and analyzed.It is found that the turbine damping effects will cause around 30%reduction in the peak values of the pneumatic energy output of the OWC air chamber in the resonant wave domain.