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。     

截面形状对旋转扰流柱通道流动换热特性的影响

为合理设计航空发动机涡轮动叶尾缘冷却结构,采用ANSYS FLUENT软件模拟了四种扰流柱截面形状在旋转状态下的流动换热特性。对比分析了不同旋转数(Ro)和不同扰流柱截面形状时通道内部的三维流场分布、湍流动能分布、努塞尔数(Nu)分布以及阻力系数。其中扰流柱的截面形状包含圆形、菱形、矩形和椭圆形,Ro数包含0、0.2、0.4和0.6四种数值。模拟过程中通道入口雷诺数为7 000,壁面恒定热流为1 000 W/m²。结果表明,截面形状和旋转数对流动和换热状态有着显著影响,矩形扰流柱通道的换热系数和阻力系数最高;随着旋转数的增加,迎风面和背风面的换热系数差异逐渐增大;在旋转作用下,扰流柱尾缘区域出现了纵向二次流,该二次流显著破坏了壁面附近的边界层,有利于背风面换热增强。     

抽吸式自动对流换热及扰流柱对其影响

用稳态法进行了竖直平行平板间加扰流柱的抽吸式自然对流换热实验研究，全面考虑了包括辐射损失在内的各项修正，得到了精度不低于１０％的经验公式。实验发现，对于不加扰流柱的平行平板通道，当温差大于５０℃时，换热系数随间距的变化存在极值，小间距加扰流柱时，扰流柱对流动的阻滞起主要作用，换热系数低于无扰流柱时的值。     

分离结构扰流柱的叶片通道流动与换热数值研究

应用-两方程模型对分离结构扰流柱的叶片内冷通道的换热与流动进行了三维数值模拟研究,扰流柱的布置按简单叉排方式。计算结果表明:在本文的参数范围内,与完整扰流柱相比,分离结构扰流柱的换热效果略有增强,而阻力系数随之增大,分离位置居中的扰流柱通道的换热效果最好。随着开缝厚度的增加,通道表面换热效果和流动阻力系数均先略有增大而后逐渐减小。     

扰流柱对间断交叉肋流动换热特性的影响研究

为了探究扰流柱对间断交叉肋通道流动与换热特性的影响,针对不同扰流柱数量和排布位置建立了不同的交叉肋模型,并通过数值模拟的方法,计算了各模型的阻力系数比、强化换热系数以及综合热效率3个性能指标的变化情况.研究结果表明:随着扰流柱数量的增大,阻力系数比和强化换热系数逐渐增大,而综合热效率不断下降;在进口雷诺数为20 000时,14柱模型与32柱模型相比,阻力系数比升高了 15.4％,强化换热系数升高了3.2％,综合热效率提高了 2.6％;将相同数量的扰流柱排布在通道内的不同位置对综合热效率的影响并不明显.     

涡轮叶片尾缘扰流柱对换热效果的影响

对一个有交叉排列圆形扰流柱的涡轮叶片尾缘冷却方案进行了数值研究.应用CFX计算程序对冷却方案进行了气热耦合计算,并对温度场、流场及换热系数的变化进行了详细的分析.结果表明,扰流柱对增强换热效果明显.     

抽吸式自然对流换热及扰流柱对其影响

用稳态法进行了竖直平行平板间加扰流柱的抽吸式自然对流换热实验研究,全面考虑了包括辐射损失在内的各项修正,得到了精度不低于10％的经验公式。实验发现,对于不加扰流柱的平行平板通道,当温差大于50℃时,换热系数随间距的变化存在极值;小间距加扰流柱时,扰流柱对流动的阻滞起主要作用,换热系数低于无扰流柱时的值。     

扰流柱构型对层板冷却特性的研究

在扰流柱体积一定时,通过数值模拟研究了扰流柱构型对多孔层板冷却性能的影响.计算结果表明:扰流柱构型的改变对射流冲击和气膜冷却的影响较为微弱,对环腔内部的对流换热影响较大,故对层板结构的综合冷却效率有一定的影响.在文中研究的六种扰流柱构型的层板结构中,圆形扰流柱构型外表面相对较为顺滑,能够较好地匹配冲击射流形成的壁面射流...     

内置扰流柱列太阳能集热管的换热分析

抛物型槽式太阳能集热管在运行过程中外壁受到非均匀太阳热流的加热,由此诱发的热应变和弯曲变形易导致集热管的失效.该文运用计算机模拟的方法研究内置扰流柱列太阳能集热管的换热性能,模拟结果表明,雷诺数、柱单元截面形状、柱单元高径比对内置扰流柱列集热管的周向截面温差、内壁面努赛尔数有明显影响.扰流柱列可为改善太阳能集热管的换热...     

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。     

铜管乐器散热改善音调的数值模拟

铜管乐器吹奏过程中演奏者吹出的湿热气流会使管内空气和铜管本身的温度升高,导致乐器音准偏离。本文提出了对铜管乐器发声前段采用增加散热翅片的方法,增加有效换热面积,即时散发出热量,可改善铜管乐器音准的偏离。根据散热目标要求,设计出了合理的翅片结构参数,并借助FLUENT软件进行了散热效果的数值模拟。结果表明,当环境温度为12℃时,相同条件下加装散热翅片的铜管乐器外表面与环境的温差缩小为原温差的34.2%,散热效果明显,乐器音准得到保证。     

有扰流片的矩形通道内空气流动和传热过程的数值模拟

以高温透叶片尾部区内部冷却为应用背景,对带顺排、错排扰流片肋的通道内空气流动和传热过程进行了数值模拟。计算结果表明,在相同雷诺数下,错排扰流片的阻力系数比针肋和顺排绕流片的阻力因子均增大约2%,而冷却能力分别增大约50%和9%。     

板式石蜡储热器传热的数值模拟

在相变储热器中采用强化传热技术，克服相变材料的低导热性能，是目前国内外研究的热点。应用FLUENT软件数值模拟了翅片强化板式石蜡储热器的凝固传热过程，得到随时间变化的相界面位置、总凝固时间、壁面热流、翅片温度分布等，并进一步分析了翅片对不同长宽比叫的储热器的强化传热效果。模拟结果表明，只有当ω≥1时，翅片才能对储热器起到明显的强化传热作用，研究结果可为相变储热器的优化设计提供可靠的依据。     

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。     

套管换热器对流换热的数值模拟研究

本文建立了一种复杂的数学模型用于预测套管式换热器内流体的流动及传热特性。数学模型包括计算流体力学模型和计算传热学模型。其中,计算传热学模型中的湍流扩散系数是利用温度方差t2和温度方差耗散率εt来求解,而不是利用通常采用的Pr数假设值或实验测定值来求解。为验证新建立模型预测结果的准确性,本文将数值模拟结果与文献中的实验结果进行了比较,结果吻合较好。     

等温竖壁自然对流换热的数值模拟

采用相似变换及箱形格式对等温竖壁自然对流换热进行数值模拟,计算结果与传统的相似解结果相符,表明用此方法求解自然对流换热问题是可行的。     

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.