射流条件下采用纳米流冷却液对柴油机缸盖冷却的研究

为提高柴油机缸盖的散热性能,提出一种将纳米流冷却液作为冷却工质,利用射流技术提高缸盖进排气门鼻梁处传热系数的方法。试验研究发现,相同射流参数下,不同体积分数的纳米流冷却液较传统冷却液都可有效提升传热系数,但体积分数增加的作用有限。同体积分数的纳米流冷却液会因为不同射流参数而表现出不同的传热性能,同时也会因为其本身黏性的增加而耗费更大的驱动功率。采用纳米流冷却液可以有效提高缸盖鼻梁处的传热系数。     

纳米磁性冷却液在Ti6Al4V高速铣削中的传热特性研究

以一定的比例在普通冷却液中添加Fe3O4纳米磁粉材料,形成了一种新的纳米磁性冷却液。对这类冷却液的传热特性进行了研究,发现在高速铣削Ti6Al4V时,纳米磁性冷却液能降低铣削温度,提高热对流系数,但对刀柄所传递的热流量没有影响。     

涡轮动叶表面气膜冷却换热实验研究

这里在大尺寸低速叶栅传热风洞中，对某型涡轮动叶表面有无气膜冷却的换热情况进行了详细的实验研究，实验结果表明，不同孔位出流的换热由于孔排下游表面来流速度及叶片表面曲率的不同而有着不同的规律，即主流雷诺数对叶片表面特别是压力面和前缘区域的换热系数比的影响较小，吹风比对换热系数影响较大，并且随气膜孔位置和来流雷诺数的变化而情况复杂。     

非稳态冲击射流强化传热试验研究

利用一个特殊的质量流量控制装置产生波形和频率可调的周期性变化非稳态射流,进行非稳态射流冲击换热性能的试验研究。研究采用正弦、三角形和矩形三种典型的周期性波形,频率变化范围为1.25～40Hz,其传热性能用传热强化系数(定义为相同流量下非稳态和稳态射流冲击时的努塞尔数之比)来描述。研究表明,在频率较低时非稳态的射流冲击换热效果反而没有稳定射流冲击时好,但当频率超过一阈值时,其强化传热的优势逐渐明显。传热强化的效果还与射流信号的变化规律有关,有阶跃变化的矩形射流强化传热最为有效,在频率为40Hz时传热强化效果可达30%以上,但对于信号变化缓和的正弦波和三角形波而言,即使在较高的频率下,它们对传热的强化作用也是非常有限的。     

斜射流对壁面传热特性影响的仿真分析

冲击射流是一种传热效率极高的方式,采用数值分析方法模拟了单束射流不同倾角条件下的冲击冷却过程,定量讨论了射流流场对壁面传热特性的影响,发现射流流速与滞止区和壁面射流区的传热性能具有强相关性.为此设计了组合式射流冲击冷却模型,仿真验证发现,在多喷嘴协同作用下,组合式射流继承了单束直射流和斜射流的优点,在保证滞止区传热效率...     

冷却液汽化量对射流冷却系统散热性能的影响分析

射流冷却的换热是包含强迫对流、核态沸腾和蒸发散热等多种换热形式共同作用的结果,冷却液流量的过多或过少都会影响到射流冷却技术的散热性能。文中基于射流冷却技术的两相换热机理和换热理论分析模型,对换热过程中冷却液的汽化量进行分析,用汽化量和芯片表面温度的关系变化曲线来作为评估射流冷却系统散热性能变化的依据。通过对射流冷却换热过程中汽化量进行测试计算表明,在射流冷却系统内冷却液汽化质量比达到47%左右时,芯片表面温度最低,射流冷却系统换热性能最佳。通过该研究分析工作,为射流冷却技术在工程应用中流量控制和散热优化提供技术基础。     

微尺度受限冲击冷却通道换热特性研究

为了更进一步研究真实发动机尺寸下冲击通道的流动与换热情况,针对冲击孔与气膜孔组合形式的受限冲击通道,在保证与真实发动机工况相等的克努森数,通过实验研究与数值模拟研究,进一步解释了不同结构微小冲击通道的整体换热情况,结果表明,在相同的雷诺数下,冲击射流孔径越小,冲击靶面驻点区域内换热越强,冲击平均对流换热系数越大。孔间距越小,冲击靶面平均对流换热系数越大,并且随着射流冲击距的增大,换热减弱。     

再循环重力供液制冷系统换热性能可视化研究

建立了再循环重力供液制冷系统可视化试验台,在不同工况下对制冷系统进行实验研究,观察玻璃蒸发管内制冷剂的沸腾换热流动状态,研究分析重力供液蒸发器的传热特性。试验表明:再循环重力供液蒸发器内,制冷剂的沸腾换热出现了气泡流、气塞流、气弹流、分层流、波状分层流等流型。通过编程计算得到,经过修正的J.Chawla关联式和Kandlikar关系式分别在低温及高温工况下对沸腾换热系数有较好的预测,计算结果与试验值的偏差均在12.5%以内,采用两种关联式相结合的方法能较好地对重力供液蒸发器管内沸腾换热进行预测。     

杈式折流栅对管壳式换热器壳程性能的影响

杈式折流栅是一种以斜向流和射流混合流动来强化管壳式换热器性能的新型管束支撑结构,用来代替杆式折流栅,可以弥补低雷诺数下,折流杆换热器换热效果的不足,并有效提高传热效率.依据计算流体力学原理和周期性数值模型,研究了杈式折流栅换热器的壳程流体流态、以及结构参数对换热器壳程流动传热的影响,得出了可用于指导工程设计的换热器传热...     

基于MEMS技术的新型微冷却方式

针对高功率电子器件散热问题,介绍了国际前沿领域电子设备热控制的技术动态．讨论了基于MEMS技术的微冷却器有体积小,散热面积大,消耗功率低,批量制作经济性好等优点。分析了微通道、微喷流和微热管3种基于MEMS技术的新型微冷却方式的传热原理、目前的技术状况及应用前景微通道的采用增加了对流换热面积,提高了对流换热系数;微喷流冷却器中由于高速冷却液的形成,显著提高了换热系数;微热管均热效果极佳。     

螺旋折流板式制丹炉传热的数值模拟

应用计算流体动力学法(CFD)软件Fluent,对螺旋折流板式制丹炉的传热进行数值模拟,分析该炉的压力降与总换热系数,并将模拟数值与实测数值对比分析,验证模型建立与求解的可靠性,然后采取相同的建模与求解方法,改变折流板的螺旋角度,分别在不同烟气入口流量下分别进行模拟,分析螺旋角度对传热的影响。研究表明折流板螺旋角度的改变,对制丹炉的压力降、总换热系数与综合性能系数有着较大的影响,本数值模拟可为螺旋折流板式制丹炉进一步的研究提供理论参考依据。     

非道路柴油机冷却水套流动传热分析与优化

冷却水套作为柴油机的核心结构,其流动与传热特性直接影响着柴油机的可靠性和使用寿命。以某两缸高压共轨柴油机为研究对象,为了解该发动机冷却水套流动与传热性能,以水套速度场、温度场、换热系数等空间分布参数为判据,重点对冷却水套关键区域的流动和传热特性进行分析,同时提出优化方案。仿真结果表明：发动机整体冷却液流动性差,平均流速低于0.5m/s,缸体进气侧冷却水套上部出现了流动死区;通过对冷却系统性能参数和冷却水套结构进行优化,冷却水套进出口压力损失减小,整体冷却液平均流速较原方案提高了173.91%,整体平均换热系数较原方案提高了41.93%,整体冷却水套流动均匀性得到改善。     

考虑对流换热系数的非对称斜齿轮喷油润滑分析研究

针对非对称斜齿轮喷油润滑啮入侧喷油和啮出侧喷油两种喷油方式,运用计算流体动力学方法进行了研究。基于有限元方法得到了喷油润滑仿真模型的热边界条件;在CFX流体仿真软件中对非对称斜齿轮喷油润滑进行仿真计算,得到了喷油参数在不同喷油方法下对齿面对流换热系数的影响规律。啮入侧喷油润滑方法下,润滑油黏度增大,齿面平均对流换热系数将随着减小,但减小的趋势变缓;啮出侧喷油润滑方法下,随着润滑油黏度的增大,齿面平均对流换热系数逐渐减小,但减小的程度越来越缓慢,说明齿面平均对流换热系数受到润滑油黏度的影响越来越小。啮入侧喷油方法和啮出侧喷油方法下的齿面对流换热系数均随着喷油速度的增大而增大,线性变化明显。说明喷油速度对齿面平均对流换热系数的影响较明显。啮入侧喷油润滑方法和啮出侧喷油润滑方法在相同润滑油黏度和相同喷油速度条件下,啮入侧喷油方法时的齿面对流换热系数较大。     

合成射流对钝尾缘翼型气动特性的影响

研究吸力面存在合成射流的情况下,钝尾缘翼型TR-4000-2000流场结构的变化及其升阻力系数等气动特性参数的变化趋势。在相同射流入口速度条件下,采用计算流体力学软件Fluent对相同来流速度不同攻角情况下翼型流场进行非定常数值模拟计算,分析射流前后翼型升阻力系数变化及翼型表面压力的波动状况;在此基础上,对不同射流频率和不同射流速度情况下翼型流场进行模拟计算,寻求最佳射流参数。结果表明,由于射流及尾缘涡的相互作用导致翼型的升阻力特性不断变化,钝尾缘翼型吸力面合成射流有明显的增升减阻效果,在15°攻角时尤为明显,升力系数提高约40%,阻力系数减小约25%。在量纲一射流速度和量纲一射流频率均为1时,射流对翼型的增升减阻效果最佳。     

螺旋折流板换热器的总换热系数和压降的研究

通过试验,在不同的流量下,对30°、40°螺旋折流板换热器与相应的弓形折流板换热器进行了壳程传热性能和压降性能的对比。得出螺旋折流板结构的螺旋流动强化了传热,减小了壳程阻力。与相应的弓型折流板相比,螺旋折流板换热器的最大特点是单位压降下的壳程换热系数高,且40°螺旋折流板换热器传热效果更好。     

热机耦合作用下缸盖热状态影响因素研究

为研究发动机缸盖在热机耦合作用下的热状态,利用流固耦合方法对缸盖的温度、耦合应力、热疲劳进行分析。然后,基于最优拉丁超立方法以及椭球基(EBF)神经网络模型建立燃烧强度、冷却液流动参数、机械载荷及火力面最高温度、最大耦合应力、低周热疲劳可用因子的近似模型,进行其影响因素的研究。分析结果表明:在燃烧强度的变量中,缸内温度和缸内换热系数对缸盖最大耦合应力以及热疲劳可用因子影响最大;提高冷却液进口温度,虽然降低了缸盖热疲劳可用因子但也升高了火力面最高温度,增大冷却液进口流速虽然降低了火力面最高温度但也升高了缸盖热疲劳可用因子;缸内最大爆发力对缸盖热疲劳可用因子、螺栓预紧力对缸盖最大耦合应力影响效果显著。     

绕管式换热器壳侧液体降膜流传热特性分析北大核心CSCD

为研究绕管式换热器壳侧传热特性,建立了以丙烷为模拟工质的三维液体降膜流传热模型,进行了不同流动工况下液体降膜流的传热数值模拟,分析了雷诺数、液相入口温度、换热管壁温、壳侧工作压力对绕管式换热器传热性能的影响。结果表明,流动工况对绕管式换热器的传热性能有显著影响;对于液体降膜流,传热膜系数随着雷诺数增大而增大,同时相同雷诺数时,随着换热管管层下降传热膜系数逐减减小;当液相入口温度升高时,传热膜系数增大,液相入口温度升高0.2 K时,平均传热膜系数升高约15%;当管壁温度与饱和温度间的温差较小时,升高管壁温度传热膜系数有明显增加,当管壁温度与饱和温度温差较大时,传热膜系数变化不显著。对于丙烷,工作压力增大时,液体降膜流的传热膜系数减小,当工作压力从0.2 MPa增大到0.3 MPa时,传热膜系数降低10%~15%,当工作压力从0.3 MPa增大到0.4 MPa时,传热膜系数降低约5%。所得结果可为绕管式换热器工艺设计提供参考。     

螺旋折流板管壳式换热器的传热计算及连接结构改进

利用不同规格螺旋折流板换热器试验设备所得传热数据,推导出传热系数的变化规律,确定出不同角度的折流板传热修正系数。将修正系数引入传热计算公式中,解决了螺旋折流板换热器的传热计算问题,改进了传统换热器总传热系数低、壳程存在流动死区、所需换热面积大等不良因素。此外,对换热管与管板连接结构进行了优化,可降低设备泄漏质量事故的发生。     

基于花纹结构特征的滚动轮胎表面对流换热规律数值模拟

采用数值模拟的方法,研究了不同胎面花纹的轮胎在不同行驶速度下的表面对流换热规律,并得到相应的特征方程式。通过研究发现:轮胎胎面、侧面的平均对流换热系数均随车速的加快而增大;花纹角度对轮胎胎面平均对流换热系数影响不明显,但对胎面局部对流换热系数有一定影响;同一速度下,轮胎侧面平均对流换热系数随花纹角度的增大而逐渐减小。     

柴油机城市拥堵工况冷却系统传热分析

试验采用模拟城市拥堵工况即选取了怠速、启停、加速-减速工况,分别对4105ZL柴油机热机状况下的机体燃烧室缸盖及冷却水套布置的测温点进行测温。结果表明:小循环模式下,鼻梁区高温位置更易出现过冷沸腾传热,热机怠速时间越长冷却效果越差,适当减少冷却液流量可利用过冷沸腾增强换热;频繁启停发动机过冷沸腾受抑制,不利于发动机散热;增加大循环冷却液流量提高热机状态下循环加速-减速缸体散热程度。