铝质圆柱针翅LED射流冲击散热器数值模拟

本文通过建立几何、物理模型,对铝制圆柱针翅LED射流冲击散热器的散热性能进行了数值模拟计算。分别针对翅顶空隙变化、针翅内外层高度变化、针翅径高比变化、针翅翅顶圆直径变化四种因素对散热器性能的影响进行了研究。研究结果表明：随翅顶空隙的增大,基板最高温度增大,努塞尔数Nu减小;努塞尔数Nu随内外层针翅高度差距的增大而减小;努塞尔数Nu及基板最高温度均径高比的增大而增大;翅顶圆直径增大,努塞尔数Nu随之增大。为大功率LED针翅射流冲击散热器的优化设计提供了依据。     

幂律流体螺旋管内传热影响因素数值模拟

采用计算流体力学方法,在恒壁温加热条件下对幂律流体(黄原胶溶液)在螺旋管内的流动换热情况进行模拟。在湍流流态下,模拟分析流体雷诺数、管壁相对粗糙度、管子截面形状、螺旋管曲率、螺旋管螺距等对螺旋管对流传热性能(以努塞尔数表征)的影响,分析螺旋管内流体温度场分布。雷诺数、相对粗糙度的影响:管壁相对粗糙度一定时,努塞尔数随雷诺数的增大而增大,对流传热能力得到加强。雷诺数一定时,管壁相对粗糙度越大,努塞尔数越大,尤其在高雷诺数条件下。截面形状的影响:相对粗糙度、雷诺数相同条件下,管子为方管时的努塞尔数小于圆管。螺旋管曲率的影响:在管子内半径一定时,相同壁面粗糙度下,螺旋管曲率越大,努塞尔数越大。在黄原胶溶液雷诺数一定时,与管壁相对粗糙度相比,螺旋管曲率对努塞尔数的影响更显著。螺旋管螺距的影响:在螺旋管螺旋半径一定时,相同壁面相对粗糙度下,螺距越大,努塞尔数越大。在黄原胶溶液雷诺数一定时,与螺距相比,螺旋管曲率对努塞尔数的影响更显著。沿螺旋管黄原胶溶液温度升高,近管子壁面的溶液温度高于管子中心,低温区域远离螺旋管中心。     

两头扭曲缠绕管流动换热特性数值模拟

建立两头扭曲缠绕管的数值仿真模型,模拟湍流状态下丙烷工质在缠绕管内的流动传热特性,对槽深、扭曲节距、雷诺数等流动传热影响因素进行分析,拟合得到摩擦因数、努塞尔数的无量纲经验公式。缠绕管的相对摩擦因数随槽深增加而增大,特别是在扭曲节距较小的情况下更加明显。缠绕管的相对努塞尔数与槽深呈正相关,在雷诺数较低、扭曲节距较小时,影响效果更加显著。缠绕管适用于低雷诺数、小扭曲节距的情况。     

平板、离散式热源直角三角形腔内自然对流传热

模拟斜边布置大平板热源、离散式热源的直角三角形腔内温度分布,对斜边上热源分布数量、斜边与底边的夹角对斜边、竖直边附近努塞尔数的影响进行数值模拟。三角形底边(直角边)绝热,竖直边为低温恒温冷边(以下简称竖直冷边)。斜边设置大平板(热源分布数量为1)、离散式(热源分布数量为2～4)恒温热源,除热源设置位置外,斜边其他位置的温度与竖直冷边一致。将斜边设置热源外的部分称为低温段,将设置热源的部分称为热源段。温度场分布:靠近斜边的空气向上流动,靠近竖直冷边的空气向下流动。大平板热源与离散式热源的热边界层形式与传热规律相似。随着热源分布数量增加,斜边附近空气温度分布更加复杂,斜边的热影响区域有扩大的趋势。随着夹角变化,三角形的几何结构发生变化,三角形内自然对流的范围及强度受到影响,但总体规律基本一致。局部努塞尔数:热源段与低温段交接处附近局部努塞尔数比较大,热源段中间部分附近局部努塞尔数比较小。越接近三角形顶点(斜边与竖直冷边的交点),热源段与低温段交接处附近局部努塞尔数增大。不同热源分布数量的竖直冷边附近局部努塞尔数均呈现先升高后下降的趋势。与斜边距离较远的竖直冷边附近的自然对流传热强度比较弱,与斜边距离较近的竖直冷边附近的自然对流强度比较强,而三角形顶点基本不存在自然对流传热。夹角越小,热源段与低温段交接处附近局部努塞尔数越大,热源段中间部分附近局部努塞尔数越小。不同夹角的竖直冷边附近局部努塞尔数均呈现先升高后下降的趋势。夹角越大,竖直冷边附近局部努塞尔数越大。平均努塞尔数:相同条件下,斜边附近平均努塞尔数高于竖直冷边。热源分布数量一定时,斜边、竖直冷边附近平均努塞尔数均随夹角的增大而增大。夹角一定时,斜边、竖直冷边附近平均努塞尔数均随热源分布数量的增大而增大。夹角为30°、45°时,斜边、竖直冷边附近平均努塞尔数比较接近。热源分布数量越大、夹角越大,三角形内空气自然对流传热越强烈。     

弯曲微通道内流体的传热特性分析

应用CFD模拟对弯曲微通道内流体的传热特性进行了分析,得到了距入口π/4处横截面上内、外壁面上局部努塞尔数沿截面上的分布,并给出了壁面平均努塞尔数随雷诺数和无量纲曲率的变化。     

微胶囊相变悬浮液传热特性的实验研究

介绍了微胶囊相变悬浮液的研究进展。建立了微胶囊相变悬浮液层流传热特性的实验系统,对其在定热流密度加热条件下的管内层流强迫对流传热特性进行了测试和分析。影响传热强化的主要因素为雷诺数及微胶囊的体积分数,斯蒂芬数的影响很小,可以忽略不计。微胶囊相变悬浮液的管内层流强迫对流传热的修正努塞尔数是水的2.5~3.0倍,修正努塞尔数随着雷诺数及微胶囊体积分数的增加而增大。     

公共浴室洗浴废水余热回收池壁换热数值模拟

公共浴室排放的洗浴废水中含有大量可回收利用的热量,针对浴室废水存在污垢等杂质问题,提出了池壁换热(池壁四周为换热面,顶面、底面为绝热面)的热回收方式。借助ANSYS软件模拟不同换热面积下(保持余热回收池腔体容积为1 m~3,长宽高均为1 m,通过在腔体内增设换热流道,增加换热面积)池内水的温度场、速度场分布,分析封闭腔体内流体自然对流传热发展过程及换热面积对换热性能的影响。封闭腔体内的自然对流传热是流体与壁面温差、流体不同位置温差、速度差和有限空间限制共同作用的结果。换热量并不是随着换热面积的增大而增加,在换热温差、努塞尔数以及腔体内换热流道数量共同影响下,随着换热面积增大,换热量先上升,然后出现小幅下降后继续上升。     

工业污水管内流动换热试验研究

为了探究工业污水不同工况下的管内对流换热特性,配制了模拟工业污水,并搭建了污水管内流动换热试验台,对工业污水在紫铜管换热管中的对流换热特性进行试验研究。揭示了工业污水在紫铜管内对流换热系数随雷诺数Re的变化规律,并得到污水侧努谢尔数Nu随雷诺数Re和普朗特数Pr的变化规律,拟合出了换热准则关联式。试验结果表明在3000相似文献   

U型圆管内混合对流换热特性数值研究

本文通过三维数值模拟的方法研究了混合对流作用下U型管管内的换热特性,分析了管内截面自然对流对管内层流换热的影响及主流速度、壁面热流密度和U型管倾角等参数对管内混合对流换热特性的影响.结果表明：与纯强制对流相比混合对流作用下其管内换热系数显著增大;在混合对流作用下,随壁面热流密度增大,管内换热增强,但随进口流速或U型管倾角的增大时,管内换热减弱.     

交错波纹型线对原表面通道传热阻力性能的影响

原表面换热器是微型燃气轮机系统的关键部件之一,其传热和阻力性能对系统效率具有重要影响。采用有限容积法和低雷诺数k-w湍流模型,分析了波纹几何结构参数对交错波纹原表面通道的流动和传热性能的影响。计算结果表明:波纹几何参数对交错波纹原表面通道的阻力系数有显著影响,而对努塞尔数的影响较小,横向和流动方向波纹周期以及变量b对综合性能都有显著的影响;当波纹板的波纹变得更加陡峭时,波谷附近区域的速度边界层更薄,温度梯度更大。