射流冲击冷却系统实验性能研究

对一闭式射流冲击冷却系统的循环冷却性能进行了实验研究,讨论了循环流量和喷射压差对冷却循环系统性能的影响.为了分析射流换热性能的差异,对不同喷射压力和流量的工况进行分析,并通过对喷射腔内的喷射状态观察,与相关的换热试验性能进行了对比分析.     

基于Fluent的XPS保温箱温度场数值模拟方法分析

目的保温箱在空载情况下,探究不同模型对保温箱温度场模拟结果的影响。方法对现有保温箱内部温度场进行实测,与建立的保温箱有限元模型进行对比分析,验证模型可靠性,在此基础上进一步探究边界条件、辐射模型、对流模型对保温箱内温度场模拟结果的影响。结果通过验证网格无关性,得到最优流体网格尺寸为2.8mm;边界条件采用恒温固体壁面和对流换热壁面得到的温度场模拟结果最大温差为0.1 K;采用P1辐射、Rosseland、DO辐射和无辐射模型得到的模拟结果与实验结果最大温差分别为1.1, 4.2, 4.3, 4.3 K;采用层流模型和湍流模型得到的模拟结果与实验结果最大温差分别为0.6 K和1.9 K。结论随着网格尺寸的减小,温度场模拟数据逐渐趋于平稳;边界条件采用恒温固体壁面和对流换热壁面得到的温度场模拟结果基本一致;对比P1, Rosseland, DO和无辐射模型,P1辐射模型得到的模拟结果与实验结果一致性较好;与湍流模型相比,层流模型得到的模拟结果与实验结果一致性较好。     

印刷涂布烘箱V型条缝喷嘴冲击射流流场的数值模拟

为了解印刷涂布设备烘箱V型条缝喷嘴冲击射流流场分布及其影响因素,采用标准k-ε湍流模型,对喷嘴射流冲击移动壁面进行数值模拟。分析了喷嘴冲击射流壁面附近速度场和压力场分布情况,考虑了影响喷嘴冲击射流壁面附近速度分布的喷嘴宽度和高度等因素。研究结果表明:在冲击射流中,喷嘴距壁面的高度和喷嘴宽度对壁面附近速度分布影响较为明显;综合考虑各种因素,较理想的喷嘴高度是15 mm,相应的喷嘴宽度为2.5 mm。     

电化学射流加工的电场仿真及实验研究

首先建立电化学射流加工去除模型,并基于电解液喷射流场建立三维电场仿真模型,采用ANSYS进行三维电场仿真,得到工件阳极表面的电场强度分布规律。研究表明,电压和喷射距离对电化学射流加工速度的影响很大,喷射角度、喷嘴直径和喷射压力对电化学射流加工的速度影响较小,电解液浓度(电导率)对电化学射流加工的电场强度没有影响,但对电化学射流加工的电流密度影响很大,电解液浓度对电化学射流加工速度的影响很大。然后进行不同工艺参数下电化学射流加工材料去除率实验,结果表明电压、喷射距离和电解液浓度对材料去除率的影响很大,与电场仿真结果一致。最后以SKD11模具钢为例进行NaNO3和NaCl电解液的电化学射流加工的表面形貌观察,结果表明,采用NaCl电解液的电化学加工后工件表面存在"微裂纹";而采用NaNO3电解液的电化学加工后工件表面不存在"微裂纹",加工过程中工件表面有Cr析出,加工区域氧化膜厚度是不均匀的。     

冷却壁面条件下室内空气温度场的实验研究

通过对具有冷却壁面的下送风系统中室内空气的温度变化进行实验研究,分析讨论了在一定热源强度和送风条件下,因冷却壁面导致的下降流的空气温度场和气流分布。实验结果表明：冷却壁面温度越低,下降流越剧烈,产生的范围就越大；由于下降流破坏了室内气流组织,从而导致空气质量的恶化。     

基于超导磁储能(SMES)应用的低温热管冷凝段建模与分析

针对超导磁储能系统(SMES)磁体直接冷却G-M制冷机冷头与磁体之传导路径较长造成超导磁体轴向温差的问题,提出了采用低温热管进行均温的方案,以对流换热系数为目标函数建立了相应的热管冷凝数学模型,较之于传统的模型所建模型考虑了二相流界面间的摩擦切应力,所建模型适用于SMES冷却系统降温和失超阶段传递热流量较大工况的传热分析.     

围压对超临界二氧化碳射流冲击力与冲蚀射孔的影响

与水射流相比,超临界二氧化碳射流破岩具有所需能量少、效率高,以及不产生储层渗透性伤害等优点。将其应用于非常规油气资源的径向井钻井与喷射压裂作业中已引起广泛关注。井底压力环境对水力能量具有严重影响,而超临界二氧化碳流体性质易随环境压力改变而显著变化,是否具有良好射流作业效率仍亟待研究。通过数值模拟与室内测试实验方法,研究了模拟围压对流场速度分布、射流冲击力以及冲蚀破岩效率的影响。结果表明:喷射压力恒定时,射流冲击力和射孔深度均随围压增大而显著减小,二氧化碳临界压力处变化明显;喷射压差恒定时,随着围压的增大,射流冲击力几乎不发生变化,而射孔深度先较稳定或轻微增长然后明显减小,在临界压力时达到最大。分析认为,围压升高引起喷嘴外流场二氧化碳由气态相变为超临界态,射流形式由非淹没射流转变为淹没射流,是超临界二氧化碳射流与水射流冲蚀射孔规律显著不同的主要原因。     

泡沫金属对射流冲击强化换热的影响

射流冲击热表面能够对发热源的换热起到强化作用,在热表面添加泡沫金属可以对换热起到再次强化的效果,本文通过实验和数值模拟的方法,分析泡沫金属在射流冲击强化换热中的显著作用。     

冲击射流与壁面射流风剖面特征比较和影响因素参数化分析

该文分别采用冲击射流模型和壁面射流模型作为下击暴流的风场模型,采用基于雷诺平均法(RANS)的RNG k-ε湍流模型进行数值模拟获得下击暴流的稳态风场。在数值模拟基础上,通过改变模型参数,如冲击射流模型中初始出流直径D_jet、出流高度与出流直径比值(H/D_jet)和出流速度V_jet;壁面射流中初始出流宽度H_jet和出流速度V_jet,分别计算得到多种情况下的下击暴流风剖面,详细分析了这些初始参数对下击暴流风剖面特征的影响。冲击射流与壁面射流风剖面的对比表明二者风速水平分量在径向各位置均吻合良好,都给出了下击暴流水平分量风剖面的主要特征;但二者的风速竖向分量在径向各位置差异较大。总体来说,在结构风工程领域中仅关心风速水平分量时,壁面射流模型也可以作为下击暴流风剖面模拟的模型。通过壁面射流模型把冲击射流的出流区域分离出来,可以在大气边界层风洞中实现大比例尺的下击暴流出流风的模拟。     

超声和射流作用下泡沫金属流动液膜传热分析

在超声波和射流冲击作用下的流动液膜覆盖泡沫金属以降低受热面的温度,达到冷却的目的。通过实验,对超声波作用下的不同液膜厚度和液膜流速以及空气射流速度对流动液膜传热性能的影响进行了研究。实验结果表明,在超声波作用下,空气射流速度以及液膜流速越大,液膜厚度越薄,壁面的散热效果越好。此外,与无超声波的情况相比,获得了超声波作用下传热系数的上升速率。基于实验结果,得到了超声波与泡沫金属以及射流冲击作用的耦合可强化传热、降低壁温的结论。该研究对今后工作具有指导意义。