矩形微槽微冷系统相变换热实验的研究

对不同尺寸的矩形竖直微槽群表面相变换热微冷系统在液位高度及微槽表面尺寸等因素影响下的相变换热效果进行了文验研究．实验确定了获得最大热流密度时的微槽表面尺寸为槽宽、槽深以及槽间距分别为0．2mm、0．8mm、0．2mm以及槽道数目为50的微槽;实验表明液位高度与相变换热强度有很大的关联,并且液位高度存加热中心时获得最大热流密度,当液位高度低于加热中心的时候,液位越高,换热强度越好,当液位高度高于加热中心的时候,液位高度与换热强度没有很大的关联．     

微槽群散热器换热性能实验研究

对微槽群相变散热器的散热性能进行了实验研究,实验采用了混合工质2-Methylpentane和甲醇来强化系统的换热性能,当混合工质中x_1(2-Methylpentane)的摩尔分数为10%,x_2(甲醇)的摩尔分数为90%时,微槽群散热器的换热性能最优;将该种配比的混合工质分别应用于不同尺寸的微槽群相变散热器中,得出了优化的微槽群深宽尺寸比.实验结果表明,在同一散热热流密度下,与前人的工作相比,能使芯片表面温度降低10～20℃.其散热性能满足大功率高性能电子芯片的散热需求.     

垂直矩形微槽群内部相变换热的实验研究

以无水乙醇和水为工质,对垂直带有微槽群的紫铜基板表面的相变换热的特征进行了实验研究.结果表明,微槽宽度越窄,深度越深且液位越高,微槽群板的蒸发换热能力越强;工质为蒸馏水,基板温度低于130℃时,其最大蒸发换热强度达到5.36×105W/m2,工质为无水乙醇,基板温度低于108℃时,其最大蒸发换热热流密度超过3.51×105W/m2.换热强度高于在光滑表面的池沸腾换热强度.     

冰箱换热器性能测试系统研究

针对一侧换热介质是空气的冰箱,本文设计了一套冰箱换热器性能测试系统。考虑到安全性,该系统采用R134a作为测试制冷剂,分别对两种样品的蒸发器和冷凝器的性能进行测试。R134a制冷剂的流量范围为20~80kg/(m2·s),润滑油质量分数为0%~5%,蒸发温度和冷凝温度分别为-23℃和40.5℃。根据制冷剂的质量流量及进出口焓值变化,求得换热器换热量,换热系数为换热器整体换热系数。测试结果表明,在流量范围内,随着制冷剂流量的增大,蒸发器和冷凝器的换热量都会增大,二者的换热系数从质量流量范围20~80kg/(m2·s)分别增加了107%~257%,57%~91%。通过与其他文献数据进行对比,该系统可以较好地测试换热器的性能。该研究对节能与环保意义重大。     

微槽冷却热沉结构尺寸的优化设计

以热阻和压降作为2个目标函数建立了微槽冷却热沉的多目标优化模型,采用序列二次规划(SQP)方法对微槽的结构尺寸进行了优化设计。优化结果表明:微槽冷却热沉的结构形状对传热性能有很大的影响,与三角形和梯形结构相比,矩形微槽结构的传热效率更高。给出了2种加权系数情况下的优化尺寸,相应的微槽宽度分别为130μm和120μm,槽栅的宽度分别为176μm和350μm,微槽的高度分别为640μm和1000μm,相应的热阻分别为0.4857K/W和0.5094 K/W。对以上得到的优化结构的微槽冷却热沉的流体流动和传热进行了数值模拟,得到芯片的最高温度分别为358.34 K和361.52 K,完全可以满足工作芯片对温度的要求。     

基于横断扰流结构微通道的数值仿真优化

横断扰流结构微通道热沉是新型微通道结构的一种,其具体构型是在割断的直通道横断区布置扰流元,通过其对横断区流体的扰流冲击作用强化整个微通道的对流换热,扰流元与直通道段的长度、宽度及位置关系对微通道内流体流动与换热有重要影响.针对横断扰流结构微通道单相液体流动与传热特性,通过CFD计算流体力学模拟与分析软件进行全通道三维数值模拟.模型采用有限容积法、SIMPLE算法进行层流计算.计算及分析结果显示,当微通道进出口段均为5 mm、换热段为10 mm时,横断扰流结构微通道的最优换热尺寸为:L1/L2=4.187 5且L2=0.4 mm,W1=W2=0.35 mm,0.5H2/H11.     

建筑外壁面换热系数分析

分别分析了建筑外壁面对流换热系数、长波辐射换热系数、蒸发换热系数的计算方法,给出了总换热系数简化经验算式.发现蒸发换热对总换热系数有明显地影响,壁面潮湿概率每增加10%,总换热系数约增大6 W/(m2·K),我国目前统一推荐的外壁面换热系数为23 W/(m2·K)相当于潮湿概率为0.1的潮湿表面的总换热系数,是干燥壁面总换热系数的2倍左右;迎风外壁面的总换热系数大于背风面,夏季外壁面总换热系数大于冬季.     

高热流密度芯片冷却用微槽道热沉的优化及数值模拟

分析了高热流密度芯片的冷却要求,对微槽道热沉的优化设计和数值模拟进行了研究.优化结果表明,矩形微槽道热沉的冷却效果最好,微槽道的宽度和槽栅的宽度分别为125μm和50μm,相应的热阻为8.252 K/W.数值模拟结果表明,芯片最高温度为360.482 K,优化的微槽道热沉完全可以满足高热流芯片对温度的要求.     

耦合海水淡化的船舶柴油机排气净化装置设计

为综合高效实现船舶柴油机烟气废热回收海水淡化以提升尾气净化率,本文以KincaidB&W6L90GE型船舶柴油机为研究对象,提出一种耦合海水淡化的船舶柴油机废气高效净化技术,介绍了耦合海水淡化的船舶柴油机排气净化技术原理,理论设计计算耦合海水淡化的船舶柴油机废气净化系统的蒸发段和冷凝段,得到烟气余热回收制淡系统蒸发段和冷凝段的换热系数分别为42.29W/(m²·℃)和1067.42W/(m²·℃)、换热面积分别为517.31m²和38.26m²,该系统整体尺寸为Φ6m,总高度为6.452m,并进一步得到船舶烟气净化系统整体尺寸为Φ4.0m,总高度为9.66m,完成了系统的整体尺寸设计计算和结构布置。     

高热流密度芯片冷却用微槽道冷却热沉有限元模拟

对高热流密度芯片的冷却要求进行了分析,采用有限元方法对微槽道冷却热沉的传热性能进行了数值模拟.模拟结果表明,当芯片热流密度为1.28×106W/m2时,在给定边界条件下,芯片的最高温度为369.936K,因此微槽道冷却热沉完全可以满足高热流芯片对温度的要求.     

Analysis of disagreement between numerically predicted and experimental heat transfer data of impinging jet

1 INTRODUCTIONI mpinging jet (IJ) , with high heat and masstransfer rates have been widely usedin a number ofindustrial areas ranging from thermal drying ofcontinuous sheets , production of foodstuffs toelectronic component cooling, annealing of metalsheets ,tempering of glass ,and cooling of turbinevanes . Over the past 30 years , experi mental andnumerical investigations of flow and heat transfercharacteristics with single or multiple jets havebeen a very hot research field. Due to the …     

Visualization study on atomization characteristics and heat transfer performance of R1336mzz flash spray cooling

Visualization experiments are carried out to investigate the atomization characteristics of R1336mzz flash spray cooling. The influences of superheat, spray distance, and nozzle orifice diameter on spray cooling performance are analyzed experimentally. As the superheat increases, finer droplets and thinner liquid film are observed; this is helpful to improve the two-phase heat transfer efficiency. Enlarging atomization angle under high superheat is also observed for flash spray cooling, and it benefits for reducing the spray distance. It can be found that when the inlet superheat is 19.8°C and the spray distance is 6 mm, the critical heat flux (CHF) reaches 251 W/cm² and the maximum heat transfer coefficient (HTC) reaches 37.4 kW/(m² °C), which are 55% and 11.6% higher than those when the inlet subcooling is 6.9°C and the spray distance is 12 mm, respectively. Using flash spray reduces the spray distance, which benefits for designing compact spray cooling device. In addition, the nozzle orifice diameter has great influence on the cooling performance of flash spray, and the choice of the nozzle depends on the superheat. This study provides a physical insight into the heat transfer enhancement in flash spray cooling.

     

二元两相射流冲击传热研究

研究了用氮气和水同时喷射时的传热规律,在热负荷小于10~5(W/m~2)时,出现了所谓“负温差传热”的特殊现象,在高负荷下,有很高的传热系数,存q=2.8×10~8(W/m~2)时,壁温只有58℃,本实验研究了喷射间距和氮气、水流速对换热的影响,发现在一定条件下都有一个最佳值,同时还测定了横向局部换热系数。     

表面芯吸性对淬火过程中沸腾传热特性的影响

研究表面芯吸性对淬火过程中的冷却速率和沸腾传热特性的影响.采用质量分数约为50%的氢氟酸溶液对不锈钢球表面进行化学腐蚀,在恒温50℃时通过改变腐蚀时间得到具有不同芯吸性的试样并对表面芯吸量和初始芯吸通量进行定量表征.在常压下的饱和水中对所制备的芯吸表面进行可视化淬火实验.结果表明,原始不锈钢表面不具有芯吸性,随着腐蚀时间的增加表面芯吸能力也逐渐增强.经过腐蚀3 min之后,表面芯吸通量达到20 μL/（mm²·s）.该芯吸表面使淬火冷却时间相较于原始表面缩短约80%,临界热流密度提高了约84%.构建表面芯吸性可以有效地增大固液接触面积并加剧表面汽膜波动,抑制了稳定膜态沸腾的出现,强化了过渡态沸腾传热.     

光管管束的沸腾传热实验研究

本文实验研究了管束间距、管排数、管束排列方式、热负荷大小和沸腾工质物性等因素对光管管束池沸腾传热的影响规律。实验包括有二排管束、三排管束、七管束、十三管束等,管束相对间距在0.9～3.3之间。实验结果表明,对于旺盛核池沸腾区域,管束中管间距的影响甚微,沸腾曲线基本上与光管时吻合;对于自然对流向核沸腾转折区域,管束各管间的影响较大,明显地使传热强化,一般可提高10～100％。     

变截面微通道散热器流动和传热特性

为了解决电子芯片散热问题,通过数值模拟的方法,研究了去离子水流经微通道散热器时的流动和传热特性.微通道散热器由无氧铜层叠焊接而成,散热器内微通道当量直径为0.23 mm,去离子水流经散热器时平均雷诺数为252~1 060,加热面热流密度为2×106W/m2.结果表明:不同雷诺数时,三角凹穴周期性变截面微通道散热器的传热性能明显优于矩形等截面直通道散热器;前者加热面平均温度和最高温度均比后者低2~3℃,且两者压降相差不大;随着去离子水流量的增加,散热器加热面平均温度降低,但当流量增加到一定程度后,加热面温度变化不明显,说明不能单靠增大泵功来强化传热.     

Experimental study of heat-transfer coefficient of Al-Zn-Mg-Cu ultra-thick hot plate during multi-stage quenching

Experiments were conducted to investigate the cooling manner of an ultra-thick hot aluminum alloy plate during multistage quenching. Cooling curves and heat flux curves of different rapid quenching flux varied from 23 to 40 L min~(-1) and were analyzed in detail. In this investigation, cooling process was divided into the following four steps:(I) starting step,(II) rapid cooling step,(III) slow cooling step, and(IV) stopping step. Based on the curves, the calculation method for surface transfer coefficient was provided, and the effects of coefficient on surface temperature and quenching flux were discussed. Results showed that the transfer coefficient disagreed with heat flux and that it is a nonlinear function of surface temperature. The highest coefficient was observed not in the rapid cooling step with the largest heat flux but in the slow cooling step with lower heat flux. The coefficient increased with surface temperature ranging from 480 to 150°C, and a coefficient peak appeared in the temperature range of 150–100°C. The coefficient also increased with quenching flux. Finally, a simulation was performed using the finite element method to verify the reliability of the coefficient results, which showed good agreement with the measurement values.     

气雾射流动态传热实验研究

设计搭建了气雾射流动态传热实验装置,建立了二维非稳态导热反问题模型,研究了表面温度和表面热流密度的时间分布.结果表明在冷却过程中缸体穿越喷射区与淌水区历经了几个不同的换热阶段,温度曲线出现了明显的周期性的特点,成功的模拟了连铸二冷气雾冷却周期性换热的特征.