楔形仿螺旋肋片内冷通道的流动与换热

利用有限体积法对三维不可压缩的N-S方程进行离散,对上下表面带有错排间断性楔形肋片且对置的仿螺旋内冷通道进行了数值模拟。网格划分采用非结构化混合网格,湍流模型为kε-两方程模型,在近壁面处采用标准壁面函数法进行处理,速度和压力的耦合采用S IM PLE算法。计算获得了楔形仿螺旋肋片内冷通道在楔形肋片与主流方向夹角分别为0°、15°、30°时的三维流场分布。结果表明楔形仿螺旋肋片内冷通道的流场结构比较复杂,通道内流体流动达到了预期的仿螺旋流动效果。通道的平均努谢尔数随楔形肋片与主流夹角的增大而呈增大趋势,通道换热强度得到了明显的提高,但同时流动阻力也显著增加。     

仿螺旋肋片内冷通道流动与传热数值分析

利用数值分析方法研究了新型仿螺旋肋片内冷通道的传热与流动特性。采用横截面积为矩形、上下表面带有间断性倾斜矩形肋片叉排且对置的仿螺旋肋片内部冷却通道。分析了在通道宽高比AR=2.9、肋化比Ff/F=2.545、肋高与通道当量直径比e/Dh=0.336、肋间距与肋高比p/e=0.6、肋片与轴面的夹角β=15°及R e在1×104~2×105时的非旋转情况下,R e、肋片与主流方向夹角α等参数对内冷通道强化传热与流动阻力特性的影响。计算结果表明,该仿螺旋矩形肋片作为旋流形成装置起到了迫使流体旋转运动、提高流速和减小层流底层厚度的作用,通道内流体流动达到了预期的螺旋流动效果,通道平均换热系数得到了明显的提高,但同时流动阻力也显著增加。     

肋片振动对带肋矩形通道内流动和换热影响的数值研究

基于Fluent动网格及UDF编程技术对二维流场中振动带肋矩形直通道的流动与换热特性进行了数值模拟,分析了振幅和频率对其换热特性的影响。数值计算表明,相比于静止的带肋矩形直通道的换热,振动对其换热有一定的影响,并且随着振幅和频率的提高,振动强化换热效果越显著;振动同时也使通道内的流场结构发生了改变,振幅和频率的提高都能使通道内的静压迅速地增加,振动时静止通道内两肋片之间尺度大小不一的两个漩涡随着振幅、频率的提高,漩涡尺度相继变小,直至最后都被主流带走。     

恒肋重鳍片管换热与流动特性的三维数值模拟

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,并编程计算分析了四种鳍片的换热效率。结果表明:恒重时,随鳍片厚度肋效率增大,其对流换热效果增加,但流动阻力也增大;5mm×20mm矩形鳍片管的换热效果较高并且流动阻力系数较小,其综合强化传热效果好。     

带肋矩形直通道内的冷却空气换热特性研究

采用ANSYS CFX商用软件对带肋矩形直通道内的冷却空气换热特性进行了数值计算,并与文献[4]的实验数据进行了对比,分析了雷诺数Re和肋片角度对努塞尔特数Nu的影响。结果表明:Nu数计算平均值与实验值的变化趋势一致,但计算结果大于实验值;由于肋片的扰流作用,在两个肋片之间的壁面区域产生了两个旋涡,强化了冷却空气与固体壁面的换热;随着Re数的增大,Nu数增大,平均摩擦阻力系数也增大;当肋片角度在45°～60°之间时,冷却通道的强化对流换热效果最好。     

交错内肋微通道的流动和传热特性研究

为了研究带有交错内肋微通道的流动和传热特性,采用数值模拟的方法分析了肋片的形状对微通道热力性能的影响,对比了矩形肋、菱形肋、三角形肋和圆形肋4种不同形状内肋结构的微通道和光滑矩形微通道的热力性能。结果表明：矩形肋、菱形肋、三角形肋和圆形肋微通道的努塞尔数Nu都大于光滑矩形微通道的努塞尔数Nu,最大值分别为光滑矩形微通道的2.59,2.71,2.90和2.48倍;肋片对微通道的传热特性具有显著的强化作用,这是由于流体在交错内肋的后方产生涡流,实现整个流场的全局强化传热,极大提升微通道传热特性;交错内肋的应用也增大了通道的摩擦系数,矩形肋、菱形肋、三角形肋和圆形肋微通道摩擦系数的最大值分别为光滑矩形微通道的8.66,7.96,17.50和5.96倍。     

旋转对带气膜孔和60°肋内冷通道流场影响的研究

为了更好地认识肋化通道的流动特性,采用非结构化网格及standard к-ε紊流模型,求解三维N-S方程,对带60°肋和气膜孔出流的旋转矩形通道内的三维流场进行了数值模拟,气动参数为:通道人口雷诺数60000,旋转数0和0.11,气膜孔总出流比0.22.重点分析了静止通道和不同旋转方向的旋转通道的流场分布.计算结果表明,静止通道由于斜肋的导流作用产生了平行于肋方向的速度矢量,旋转对流场的影响明显地强于肋对流场的影响.计算结果有利于理解肋化通道的强化换热机理以及孔流量系数的大小.     

几种带冷却结构的双层管换热及流动对比

对相同质量流量下的光管、双层光管、带冷却结构（肋、扰流柱、凹坑、螺旋通道）的双层管等不同结构的管流动进行了流固耦合三维数值模拟,获取了固体壁温的分布特征;对各结构下,外层壁冷热侧温差、冷气温升、流动特性及综合换热效率进行了研究分析。研究结果表明：相同质量流量下,带螺旋通道双层管的外层壁冷热侧温差最小、综合换热效率最高;凹坑结构双层管与双层光管的流动及换热特性相似,流阻较小但换热效果也较差;扰流柱和肋结构双层管的流动换热特性相近,其温度分布均匀性、换热量介于双层光管和螺旋通道双层管之间,其流阻大且综合换热效率低。     

旋转对带气膜孔和60°肋内冷通道流场影响的研究

为了更好地认识肋化通道的流动特性,采用非结构化网格及standardK—ε紊流模型,求解三维N—S方程,对带60°肋和气膜孔出流的旋转矩形通道内的三维流场进行了数值模拟,气动参数为：通道入口雷诺数60000,旋转数0和0．11,气膜孔总出流比0．22。重点分析了静止通道和不同旋转方向的旋转通道的流场分布。计算结果表明,静止通道由于斜肋的导流作用产生了平行于肋方向的速度矢量,旋转对流场的影响明显地强于肋对流场的影响。计算结果有利于理解肋化通道的强化换热机理以及孔流量系数的大小。     

旋转对涡轮工作叶片内冷通道换热影响的研究

为了获得涡轮工作叶片内冷通道的换热特性,采用非结构化网格及standard k-ε紊流模型,求解三维N-S方程,对带60°肋和气膜孔出流的旋转矩形通道内的三维流场进行了数值模拟,近壁面采用增强壁面函数处理.气动参数为:通道入口雷诺数60000,罗斯贝数0.22,气膜孔总出流比0.22.重点分析了静止通道和不同旋转方向的旋转通道的换热系数分布.计算结果表明,静止通道由于肋的存在使换热显著增强,不同的旋转方向对换热强化的效果不同,顺时针旋转时的增强效果要高于逆时针旋转时的增强效果.