空气横掠矩形翅片椭圆管束换热规律的数值研究

采用Fluent软件对矩形翅片椭圆管束空气侧的对流换热情况进行了三维数值模拟,获得了不同流速下翅片表面温度分布,分析了迎面风速与换热系数之间的关系,随着速度的增大,空气侧的换热系数增加,并拟合了换热计算公式。同时分析了不同翅片间距对换热的影响因素,随着翅片间距的增大,空气侧换热系数增加,而且随着Rg数的增加,换热的强化更加明显。     

管排数对三角小翼式涡产生器式管片换热器换热影响的数值分析

通过数值模拟的方法,研究了三角小翼式涡产生器式错排圆管管片换热板芯在1,2,3,4四种不同管排数下的局部对流换热系数以及平均对流换热系数、阻力系数,得出管排数对换热与阻力性能的影响规律,为进一步提高换热器换热性能提供了理论依据。     

波纹翅片管换热器空气侧传热与流动特性的数值研究

应用三维数值模拟的方法对1～5排波纹翅片管换热器空气侧传热与流动特性进行了研究,并通过实验验证了模型的可靠性。得出了不同Re数下管排数、管径尺寸与换热系数及空气侧压降的关系。利用场协同原理对不同Re数下空气侧换热特性进行了分析,即从流场和温度场相互配合的角度审视对流换热机制。     

新型地板送风换热器的结构优化模拟

介绍一种新型地板送风换热器,该换热器可消除地板送风系统外区空气负荷对内区热环境稳定性的影响,换热装置散发出的热量及冷量形成一道空气幕从而阻止室外空气的渗入。利用Fluent15.0模拟分析地板送风外区换热器在供热工况下不同的翅片间距、横向管间距、风扇入口风速对其平均表面换热系数的影响。     

回转式空气预热器非稳定换热的分析

根据回转式空气预热器的工作机理,分析了非稳定换热对其热力计算的影响,详细介绍了所建立的非稳定换热的计算模型,模型反映了空气预热器的转速、受热面的质量和比热、烟气和空气的流量和比热、各分仓的角度和受热面积、传热系数等诸多因素对非稳定换热的影响.以烟气和空气的流量、传热系数以及受热面动态热容的改变为例,给出了非稳定换热影响系数和受热面温度发生相应变化的计算结果.分析了各类因素的影响程度大小和模型的合理性.与目前仅根据空气预热器转速,插值计算非稳定换热影响系数的方法相比,该模型具有更好的合理性和广泛适用性.图6参5     

具有防融霜装置的蒸发器结霜特性及性能仿真研究

以具有防融霜装置的蒸发器为研究对象,建立基于理想最小防融霜补热量和结霜量无量纲关联式的空气源热泵动态模型,并依据实验数据验证其精确性,通过数值模拟分析不同环境参数对具有防融霜装置的蒸发器性能的影响。结果表明：后置式与跨越式系统蒸发器换热系数要高于前置式与传统电辅热系统,霜层厚度更小,分布更均匀;当相对湿度一定时,蒸发器换热系数随温度升高而增大;当空气温度不变时,换热系数随相对湿度的下降而减小,霜层更均匀;温度对蒸发器换热系数的影响比相对湿度更大。     

椭圆管翅式换热器空气侧传热和流动特性的数值模拟

建立了椭圆管百叶窗翅片换热器三维模型,对椭圆管翅式换热器空气侧传热和流动特性进行了数值模拟,分析管径、管排数、翅片间距对椭圆管翅式换热器空气侧传热流动的影响。结果表明:管排数为1～3时,椭圆管百叶窗翅片换热器空气侧换热系数随换热器管排数的增加而降低,最大降幅达17.1%;椭圆率为2:3的椭圆管翅式换热器综合性能最好,与同周长圆管管翅式换热器相比,换热性能提高了10.1%,降阻幅度达32.3%;随着风速的提高,翅间距对管翅式换热器换热性能及阻力影响逐渐降低。     

不同磁场布置对空气自然对流的影响

为研究顺磁性气体介质在外磁场作用下自然对流换热的规律，进一步揭示热磁对流的实质，该文用数值方法模拟了两种钕铁硼永磁系统产生的磁场作用下二维封闭方腔内空气的自然对流换热，得到了工作空间内磁场强度和磁加速度的分布，获得了两种梯度磁场作用下空气自然对流的流场和温度场以及壁面局部对流换热系数。研究表明，不同的永磁系统布置可在工作空间形成不同的磁加速度分布，产生不同的磁场力，从而影响空气自然对流换热的强弱。     

微细直管内甲烷燃烧的数值模拟研究

采用计算流体力学方法对二维微细直管内甲烷和空气的预混燃烧进行了数值模拟,研究了燃烧器尺寸、壁面导热系数、对流换热系数、壁面厚度以及粗糙度对于燃烧的影响。模拟结果显示,燃烧器内径的变化、壁面导热系数、对流换热系数和壁面厚度的变化影响了热量在壁面内的传递和流体内径向温度的传递,使得燃料点燃和燃烧稳定性受到影响,甚至导致燃烧停止。壁面粗糙度增加了燃烧器内流体的扰动,增强了流体与壁面和流体内的换热,导致燃烧稳定性受到影响。模拟结果为设计和开发高效稳定的燃烧器提供了参考。     

湿工况下低气压对翅片管换热器换热特性的影响

在高空低气压环境下模拟舱内对开缝翅片管换热器在湿工况下的换热特性进行了实验研究,分析了不同环境压力对空气侧换热特性的影响,包括显热换热、潜热换热和努赛尔数的变化规律。实验结果表明,当干球温度和相对湿度不变时,湿工况下空气侧显热换热量、潜热换热量和空气侧传热系数均随着环境压力的降低而减小;而单位质量潜热换热量几乎不变,潜热换热所占比例略微增大。同一个环境压力下,入口空气的相对湿度对换热器的显热换热量影响不大,而对潜热换热量影响显著。当相对湿度分别为40%、60%和80%时,显热换热量差异小于5%;而潜热换热量当相对湿度为80%时,是相对湿度为40%时的5.9~6.8倍。     

铝液反射保温炉燃烧与流固耦合传热数值模拟

考虑了流场变化对换热的影响,使用流固耦合方法,对某厂铝液反射保温炉内预混燃烧过程的整个流场和温度场进行了完全数值模拟。该方法对流场和铝液内换热进行了耦合计算,得出了炉内燃气空间和铝液的温度分布。同时计算分析了炉内温度分布的两个影响因素:助燃空气温度和过剩空气系数。研究结果表明:标况下的计算结果与实验结果比较吻合;采用提高助燃空气温度和增加过剩空气系数的办法来提高铝液的平均温度是有效的:助燃空气温度每增加1℃,铝液平均温度增加0.3℃;最佳过剩空气系数约为1.25。采用高温助燃空气和较大的过剩空气系数是一种较好的燃烧方式。     

加涡产生器的管片式换热器换热与阻力特性的数值研究

通过数值模拟的方法,研究了小翼式涡产生器对错排圆管管片式换热芯子换热与阻力特性的影响,比较了光板与加涡产生器强化板芯的速度场、横向平均Nu数以及平均对流换热系数、阻力系数的变化规律,为进一步提高其换热性能、改进翅片结构、设计新型换热器提供了理论依据。     

高水分烟气对流冷凝换热模拟实验研究

针对冷凝式燃气锅炉，利用加湿热空气模拟燃气锅炉尾部烟气，通过实验研究了不凝性气体占多数时的水蒸气冷凝换热，研究了不同水蒸气分压比(3％—20％)、不同温度下(100—200℃)，加湿空气的冷凝换热特性。实验表明，不凝性气体(空气)占多数时，其对流冷凝复合换热系数可以达到无冷凝时干空气对流换热系数的1.5-3倍。复合换热系数的影响因素主要有水蒸汽分压力Pv、Pe、Pr以及壁面温度Tw和混合气体主流温度Tg，在此基础上建立一个新的准则数Ln并拟合了冷凝换热Nu数的准则关系系。     

内置热盘管有限封闭夹层空间的传热计算及实验研究

内置热盘管的封闭夹层结构内的自然对流换热十分相似于封闭有限水平空间、热面在下,冷面在上时自然对流形成的有序蜂窝状环流现象,加之热辐射的作用,夹层中的综合换热结果,热量传递将强于同条件下的纯空气层热传导。本文用夹层当量导热系数与实际空气导热系数之比表征夹层内换热的放大率,模拟计算了管路及夹层结构、热反射膜情况以及盘管供热工况对换热的放大率和传热效率的影响规律。该结果有助于地板采暖的热设计,并给出相应的实验比较。     

波纹板式空气预热器内流动换热过程的数值模拟

对波纹板式空气预热器内换热与流动过程进行数值模拟,分析了波纹板片的结构特征、波纹倾角β、波纹高度H、波纹节距以及板间距对空气预热器性能的影响.结果表明:当波纹倾角和波纹高度增大时,换热性能提高但是压降增大,在β=45°、H=10mm时换热性能最优;波纹间距的改变对换热性能影响较小,但板间距的影响较为明显,综合考虑换热器的紧凑性,选用较小板间距能达到较好的换热效果.     

非均匀加热管内单相流动传热特性数值模拟

建立了半周加热、半周绝热的非均匀热流边界条件下圆管内热传导与热对流换热的数值模型。采用Fluent软件,通过求解三维N-S方程和能量方程,对圆管内传热过程进行模拟。对不同热流密度、管内工质流速、壁厚时壁温分布及加热侧与绝热侧的热流量比值进行了计算。分析了热负荷非均匀分布对管内换热系数及压降的影响,与均匀加热管内流动与换热特性进行了对比。结果表明热负荷非均匀分布对管内单相流动换热特性影响不大,平均换热系数及摩擦压降可采用均匀加热经验关联式计算。     

竖直地埋管换热器吸排热量比对换热区温度场影响研究

以上海市同济大学土壤源热泵科学实验场工程为例,利用Feflow软件建立三维非稳态管群传热模型,按照上海典型办公建筑所要求的地埋管换热器吸排热量比(0.33,0.67和1.10)的条件,对30 a内地埋管换热器及其所处换热区的换热特性进行了数值模拟,探讨了地埋管换热器吸排热量比对换热区土壤温度的影响。研究结果表明,地埋管换热器全年吸排热量差异是影响换热区温度场分布的重要因素,当地埋管换热器全年累计吸排热量比为0.55~0.60时,有利于消除埋管区的热堆积现象。     

圆形凸胞管内传热数值模拟及场协同分析

在普通光滑圆管基础上提出一种新型凸胞换热管,对凸胞管和光滑管的传热特性进行数值模拟,通过改变流速比较无量纲半径I、节距P、排布方式对换热性能的影响,应用场协同理论分析其强化传热机理。模拟结果表明:在所研究的雷诺数范围内,Nu随着无量纲半径I的增加而增加,综合换热性能PEC指数在Re=17 534、无量纲半径I=0.2时为最大;凸胞节距P对Nu的影响较弱,较小的凸胞节距其综合换热性能更优;凸胞对排流动阻力大,错排综合换热性能优于对排;从速度场、温度场分布及场协同原理分析凸胞换热管的强化传热机理。     

土壤空气换热器换热特性的模拟研究

文章针对日光温室环境下土壤空气换热器的换热特性进行了研究。首先通过监测土壤空气换热器沿程空气温度的全天变化,分析了试验工况下土壤空气换热器的动态换热过程及系统性能变化规律。研究结果表明,在试验工况下,土壤空气换热器系统的性能系数(COP)可高达24.1。在此基础上,通过建立土壤空气换热器的非稳态换热模型,模拟研究不同的入口风速对土壤空气换热器换热性能的影响。研究结果表明,当换热管入口空气温度相同时,随着入口风速的增加,土壤空气换热器进出口空气温度差逐渐减小,出口处空气温度与土壤温度差值逐渐增大,这意味着土壤空气换热器有效换热长度逐渐变长。在此过程中,土壤空气换热器系统的换热量和COP随着入口空气风速的增加呈现出先增后减的规律。通过模拟结果可知,当入口风速达到5.5 m/s时,土壤空气换热器系统的换热量与COP均达到最大值。     

不可逆吸收式热泵循环的基本优化关系及性能分析

在恒温热源内可逆四热源吸收式热泵循环的基础上，建立了线性(牛顿)传热定律下考虑泵热空间到环境热源的热漏、工质的内部耗散以及工质与外部热源间的热阻损失的不可逆吸收式热泵循环模型。导出了总换热面积一定的条件下循环的泵热率和泵热系数的基本优化关系、最大泵热率和相应的泵热系数、最大泵热系数和相应的泵热率、以及循环中最佳工质工作温度和最佳换热面积分配关系；并通过数值算例分析了循环参数对循环最优性能的影响规律。