波节管管内流动传热特性的三维数值模拟

利用Fluent三维数值模拟的方法,以水为介质,研究波节管管内流动传热特性,并进行场协同分析。结果表明:波节管波纹段内强回流区的存在,使其管内扰动明显,管内流动与传热特性都呈周期性规律变化,与外界换热效果良好。经计算,在入口流速为2m/s时,波节管的纵截面平均场协同数为0.347,场协同角为69.69°。     

开缝型翅片流动与传热三维数值模拟

通过数值模拟,研究空调系统使用的开缝型翅片的传热与阻力特性。对三种型式的开缝型翅片进行模拟,得出了流场和温度场。通过对比分析发现,双边交替开缝的slit-2型翅片,换热性能最好,X型双向开缝片的性能次之,单边开缝的slit-1型翅片换热效果低于前两种。数值模拟还得出,空气流过slit-x型翅片的阻力最大,流过slit-1型翅片的阻力最小。     

圆管螺旋流的流动与传热数值模拟

针对工程中常见的圆管流,采用切向引入装置使流体产生旋转流动,通过建立圆管螺旋流的三维模型,采用RNG-模型对管内流场进行了数值模拟,获得螺旋流的速度场以及强化传热特性。研究入口不同速度对强化传热性能的影响,为旋流强化传热装置的应用提供了必要的依据。     

六角形玻璃电熔窑内部流动与传热特性数值模拟

采用内热源结合固定电极壁温的方法替代实际电熔窑交变电场焦耳热的产生,通过数值求解基于雷诺时均的三维定常黏性N-S方程及能量方程,对某实际运行的六角形玻璃电熔窑内部的流场、温度场进行了数值模拟研究。通过与物理模拟试验结果相比对,验证了提出的内热源结合固定电极壁温方法的正确性,运用该方法对玻璃电熔窑内温度场及流场开展模拟研究,获得了其内部温度分布特点、涡系结构及流场细节,为玻璃电熔窑的设计及优化提供了一定参考。     

相变贮热管管内强化传热的数值研究

以管壳式相变换热器为例,研究了肋片对增强贮热管管内传热的影响。建立了内部设置肋片的贮热管放热过程的数理模型,分析比较了不同的肋片参数,如肋片布置密度、长度及厚度等因素对贮热管放热效果的影响,并通过瞬态传热过程的计算,确定了与多种肋片布置方式所对应的相变贮热管的有效导热系数。     

锥形内肋管传热与流阻性能的数值模拟

根据纵向涡强化传热技术提出了新型的强化换热管——锥形内肋管,运用数值模拟方法,研究了新型强化换热管结构参数锥底宽度a、导程P、肋深e和Re数对Nu、沿程阻力系数f及传热综合因子η的影响。结果表明：换热管内壁面边缘处产生了较多的微小涡流,有效破坏了流动边界层,强化了传热。在充分湍流的条件下,流体Re越小、e越小,其综合传热性能越强。当Re<15 000时,a对η的影响要大于P;在过渡点后, P对η影响较大。通过综合传热性能分析,给出了适合不同Re区间的锥形内肋优化参数。     

圆管内间隔插入交叉半椭圆片传热与流动的数值模拟

为了改善粘性流体在换热管内的流动传热性能,以水为工质,在管内有间隔地插入交叉半椭圆片,建立了相应的物理和数学模型,并对其传热与流动特性进行了数值模拟,同时与光滑管传热性能进行对比。研究结果表明:在圆管内插入交叉半椭圆片可以有效的提高综合传热性能,其综合性能评价因子PEC在1.1-1.95之间。     

横火焰玻璃窑炉燃烧空间流动与传热的数值模拟

对横火焰玻璃窑炉燃烧空间内的流动、燃烧及辐射传热等过程进行了数值模拟研究,建立了玻璃窑炉燃烧空间内的综合数学模型,给出了诸控制方程的统一的数值解法,得到了炉内燃烧空间的速度场、温度场、组分浓度分布及燃烧空间向玻璃液面传递的热流分布。     

熔池传热与流动的非定常数值模拟

对受移动激光速间隙加热的工件中的非定常传热与熔体流动进行了数值模拟，对不同热源移动速度下熔池行为的模拟结果进行了比较，当激光束移动速度比较高时形成的熔池浅而短，而移动速度比较较时形成的熔池深而长，所得工件代表点上材料的温度随时间变化以及加热或冷却速率，可以进一步用于研究被焊工件中的热应力或组织结构变化。     

液态金属浇注过程中流动与传热耦合数值模拟

浇注系统的设计是铸造工艺设计的主要内容。利用数值模拟技术,可对浇注系统进行优化设计。建立了液态金属流动和传热的数学模型,讨论了边界条件、初始条件的选择,对液态金属浇注过程中的流动与传热耦合问题进行了数值模拟,并对模拟结果进行了讨论。所得结论对于浇注系统和过程的优化设计具有重要的实用价值。     

同轴径向热管换热器壳程流场数值模拟

基于多孔介质模型和分布阻力方法,引入Al-sanea和Taborek两种阻力关系式模拟同轴径向热管换热器壳程的流场。结果表明:换热器壳程静压沿烟气流动方向呈线性分布;随入口烟气速度的增加,换热器阻力损失增大、压降增大;且随入口烟气速度的增加,压降增加的速率增大。     

滑移区气体-颗粒流动与传热特性研究

针对气体-颗粒微尺度流动与传热过程开展数值模拟研究,所构建模型中气体处理为可压缩、变物性流体,并在颗粒表面采用速度滑移和温度跳跃边界条件以考虑气体稀薄效应。在数值模拟基础上,研究分析稀薄效应对颗粒与其周围气体流动与换热的影响程度,并进一步提出新的阻力系数与传热努谢尔特数关联式。研究结果表明,气体稀薄效应将减小颗粒阻力系数,同时抑制颗粒与其周围气体的传热过程。     

热管蓄冰过程的数值模拟研究．

通过建立热管的简化热阻模型,采用数值计算的方法模拟了热管的动态蓄冰。模拟结果与实验结果吻合。同时,对热管冷凝段和蒸发段的长度比为1：2和1：4两种形式进行了数值模拟比较。结果表明,1：4的布置形式更优。     

汽-汽再热器内流动与换热特性数值研究

为了揭示汽-汽再热器的换热特性,本文首次通过三维数值模拟的方法对汽-汽再热器内的流动、换热及熵产特性进行了研究。结果显示,当高温蒸汽流速较小时,高温蒸汽侧进口处的温度梯度较大,而低温蒸汽侧出口处的温度变化不明显;随着高温蒸汽流速增大,高温蒸汽沿流程的温度梯度逐渐减小,低温蒸汽出口平均温度逐渐增大,同时换热器内局部熵产值逐渐增大;随着管壳式换热器隔板数的增加,低温蒸汽出口平均温度逐渐增大,但增幅逐渐减小。     

Numerical simulation of flow and heat transfer from slot jets impinging on a cylindrical convex surface

Flow and heat transfer characteristics of slot jets impingement to a cylindrical convex surface are numerically investigated.Suitable turbulence models have been determined through comparison with the experimental data.Flow structures are described and impingement heat transfer characteristics are discussed.The effects of Re,H/B and D/B on single-slot jets impingement heat transfer are analyzed and heat transfer characteristics of multiple-slot jets are investigated.The results show that:Gas flows along the convex surface and boundary layer separation occurs in both single and multiple-slot jets impingement.A maximum stagnation Nu appears at H/B=8 and the local Nu decreases with increasing H/B in the region far away from the stagnation.The Nu in the stagnation region decreases with increasing D/B but the Nu is nearly the same in the region far away from the stagnation.Pressure gradient is an important factor on heat transfer enhancement.Correlations of the Num for single-slot,double-slot and quadric-slot jets impinging on a convex surface are obtained.It indicates the effects of Re and D/B on Num could become more important in less slot jets impingement.     

Enhanced heat transfer during oscillatory flow in annular channels

Heat transfer during oscillatory flow in a circular straight tube with a solid‐core tube inserted in its center was numerically simulated. The purpose of the solid‐core tube is to enhance axial heat transfer by increasing the lateral heat transfer effect for high frequency of the oscillatory flow. Simulation results showed that (a) axial heat transfer increases with the increasing diameter of the solid‐core tube, (b) the material of the solid‐core tube does not significantly affect axial heat transfer, and (c) efficiency based on the ratio of heat transfer to the work done is higher than that in a bundle of circular capillary tubes. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res, 35(1): 61–74, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/htj.20094     

多种纵向涡发生器配置方案流动换热的数值模拟

为了深入挖掘三角翼纵向涡发生器在两个相对壁面布置的强化换热潜力,采用数值模拟方法,在雷诺数3 000～18 000的范围内研究了5种纵向涡发生器配置的流动换热情况,配置方式包括单面布置的共同上、下流配置,双面布置的共同上、下流配置,以及混合配置。结果表明：纵向涡可以很好地提高场协同效果,换热强度不完全取决于通道中的二次流强度,还取决于通道中的场协同性;在所有配置中,混合配置具有最高的二次流强度、最佳的场协同效果以及换热性能,可以将光滑通道的Nu提高28.3%～35.3%;另外4种配置可分别将光滑通道的Nu提高21.4%～32.0%,20.0%～29.2%,26.3%～34.3%和23.7%～28.0%;建议选用Re<6 000范围内的混合配置,此时其具有1.03～1.10的综合换热因子以及1.32～1.35的Nu/Nu₀。     

大型轴类工件喷气冷却流动和传热特性的数值模拟

以某喷气冷却装置为参考,对缝隙喷气冷却大型轴类工件展开研究.通过数值模拟研究了具有两相对缝隙的大型轴类工件(直径D=1 000～3 000 mm)喷气冷却装置内的漉动传热特性,对比数值计算结果与实验数据验证了模型预测的准确性,探讨了大型喷气冷却装置内部气体的流动特点,分析了双缝隙喷气冷却轴类工件的传热规律,获得了轴类工...