带射流收缩通道内部换热特性数值模拟

采用数值模拟的方法对简化后的燃气涡轮发动机进气道支板内部换热特性进行三维数值模拟,具体通过对带射流收缩型通道内部的流场结构和换热分布进行研究来揭示其内部换热机理,并与采用热色液晶全面表面瞬态测量技术测得的换热实验结果进行对比,从而验证计算方法的可行性.研究结果表明:射流在通道内呈现对涡结构流动,矩形出气缝的位置对通道内部流动和换热特性影响较大,换热计算结果与实验测量结果基本吻合,所用的数值模拟方法较为真实的预测了带射流收缩型通道内部的换热特性.     

叶片外部换热实验和数值研究

在短周期跨音速传热风洞上,研究不同雷诺数和压比下无气膜导叶表面换热系数分布,并在相应的数值模拟中分析叶栅通道涡结构的生成与发展,研究其对叶片换热的影响。     

纵向涡发生器在空气预热器中的强化传热数值模拟研究

针对空气预热器中传热性能低下的问题,将纵向涡器运用于空气预热器热管内,以烟气为介质,运用计算软件FLUENT进行数值模拟,研究在不同Re数下,涡发生器对管内烟气的传热及流动阻力的影响,比较了不同攻角及翼高与管内半径之比的直角三角翼涡发生器强化换热效果,并与光管的换热系数和阻力系数进行了对比。分析表明,纵向涡发生器能明显提高换热性能,在所研究的纵向涡发生器中,攻角为45°时,涡发生器强化传热效果较好。随着Re数的改变,具有最佳传热效果的涡发生器结构也会有所不同。     

组合涡发生器在螺旋板式换热器上的强化传热研究

在螺旋板式换热器螺旋通道内设置三角翼和椭圆柱组合涡发生器,利用流体计算软件Fluent进行三维数值模拟。研究了Re为4000～7000内组合涡发生器对通道平均Nu和平均阻力系数f的影响,并应用场协同原理进行了分析。与只加装椭圆柱涡发生器的螺旋板式换热器进行对比,结果表明,纵向涡发生器产生的二次流能改善螺旋通道内的速度场与温度场的协同性,起到强化换热作用。在正三角形排列方式下,组合涡发生器通道的平均Nu比椭圆柱涡发生器的平均Nu增大8.7%,阻力因子f减小23.7%,强化换热的效果较好。     

基于CFX的梯形带肋通道流动与换热的数值模拟

采用CFX等计算流体动力学软件,通过气热耦合数值模拟方法,对比分析了梯形冷却通道和矩形冷却通道内空气的流动和换热特性。     

梯形带肋通道内空气流动与换热特性数值研究

带肋扰流冷却是航空发动机涡轮叶片内部冷却的一种主要冷却方式。采用CFX等计算流体动力学软件,通过气热耦合数值模拟方法,对比分析了梯形冷却通道和矩形冷却通道内空气的流动和换热特性,研究了雷诺数(Re=10 000~30 000)和肋角度(30°、45°、60°和90°)对梯形带肋通道内空气流动及换热特性的影响。     

微通道光管换热器的运行特性及影响因素

为了研究微通道光管换热器的运行特性,在R22制冷系统中将其作为冷凝器、在R134a制冷系统中将其同时作为冷凝器和蒸发器分别进行试验研究,并进行单根微通道光管外空气绕流数值模拟。试验研究表明,微通道光管换热器具有较高的换热系数和单位面积换热量,且毛细管长度、制冷剂充注量对于其运行性能具有不同程度的影响。外径为0.7 mm的单根微通道光管外部流场数值模拟结果与试验结果吻合良好,而且与大管径光管相比,小管径光管边界层较薄,对流换热过程更强烈,换热效果更明显。     

微通道内单相及气液两相流动换热数值模拟研究进展综述

随着科技的发展,微电子设备的散热量越来越大,传统换热器将难以满足其散热需求。微通道散热是一种新型的高效换热技术,其结构紧凑、换热性能突出、运行安全可靠的特点引起国内外学术界和工业界的广泛关注。试验技术存在对换热装置加工工艺和测量仪器精度的高要求,成本高、准备周期长;数值模拟技术成本低、计算周期短,探索微通道内单相和气液两相流动换热特性更为便捷,其优势也日益突显。详细介绍了针对微通道换热器的传热流动数值模拟研究方法,对比分析了包含LBM模拟方法和VOF气液两相流模型在内的典型数值方法,并总结了数值模拟在微通道单相换热特性、气液两相换热特性和临界热流密度方面的研究进展。     

矩形通道空芯冷板的换热特性研究

采用实验和数值模拟的方法研究了电子设备冷却用矩形通道空芯冷板的换热特性。数值计算中，采用了同位网格上的SIMPLE算法和低雷诺数湍流模型，温度场计算中采用整场离散求解的方法。数值模拟结果与实验结果吻合良好。     

螺旋曲面通道内组合涡发生器的强化传热及优化研究

对螺旋曲面通道壁面上设置三角翼和椭圆柱两种组合涡发生器进行了研究,利用计算机流体软件Fluent进行数值模拟,在雷诺数Re为4000～7000范围内,研究组合间距s、三角翼攻角α、椭圆柱攻角β对换热的影响。由正交实验对涡发生器的结构进行整体优化,得出影响换热因素的主次顺序及优化组合结构,并通过实验比较优化结构与常规结构的综合强化换热效果。结果表明当s＝90 mm、α＝45°、β＝45°时,其综合换热效果最佳。     

矩形带肋通道中蒸汽与空气换热特性比较试验研究

模拟实际燃气轮机叶片内冷通道几何及传热结构,研究了蒸汽和空气在两面带有肋片的矩形通道中当雷诺数为10000⁸0000时的换热和摩擦特性。试验通道宽高比(肋片在宽面上)为0.5,肋间距p/e为10,通道阻塞比为0.047,试验通道长度L为1000mm。试验结果显示,蒸汽和空气在带肋通道中的平均换热系数,平均摩擦系数和换热性能随雷诺数的变化趋势几乎相同;在相同试验条件下,蒸汽在带肋通道中的平均换热系数比空气高30.2%,平均摩擦系数比空气高18.4%;蒸汽在带肋通道带肋面和光滑面上的换热性能比空气分别高8.4%和7.3%。     

斜截半椭圆柱面涡发生器在管道中的传热数值模拟研究

管内设置一种斜截半椭圆柱面涡发生器,利用计算软件F luent进行数值模拟研究,研究以烟气为加热介质,冷空气为冷却介质的换热方式在不同Re数下不同攻角和倾角的传热及阻力特性,并与光管进行了对比。结果表明:斜截半椭圆柱面涡发生器能明显提高换热性能,在所研究的纵向涡发生器中,攻角为60°,倾角为15°时,涡发生器强化传热综合效果最佳。     

气体压力对气流冲击平板换热特性的影响研究

对气流冲击平板不同工况换热特性进行数值模拟,分析随着压力降低舱内设备换热特性的变化规律,并与经验公式进行对比研究。随着压力的降低,平板发热面换热系数降低,但降低的幅度会随着与来流方向的不同而不同。研究结果对密闭舱内设备的通风系统设计提供一定的理论依据。     

扰流板型太阳能平板空气集热器数值模拟分析

为提高太阳能平板空气集热器效率,设计了扰流板型太阳能平板空气集热器,通过Fluent数值模拟,分析扰流板高度、间距对太阳能平板空气集热器性能的影响,得出最佳扰流板结构参数。结果表明：在所有研究的扰流板型太阳能平板空气集热器中,扰流板间距为800mm,高度为150mm时,集热器综合性能最佳,该集热器相比普通太阳能平板空气集热器,其效率明显提高,并通过最小二乘法得出其瞬时效率公式。     

并联U型通道冷板冷却动力电池的换热特性

温度对锂离子动力电池性能有显著影响。本文提出的并联U型通道冷板,具有换热均匀性良好的特点,在动力电池等发热设备冷却方面具有优势。通过数值方法模拟了并联U型通道冷板的换热效果,结果表明,在不同流速下,并联U型通道冷板的温度标准差都小于1,证明其温度分布相当均匀;在较高和较宽的热流密度条件下,并联U型通道冷板保持了较好的换热特性一致性及换热均匀性。     

半椭圆涡流发生器强化换热机理

对单列及双列方式排列的一种斜截半椭圆柱体涡流发生器,以稳态的气、水逆流换热方式为模型,用数值方法模拟了迎流攻角为0°～90°,雷诺数6 000～48 000范围内的传热特性。结果表明:涡流发生器可以诱导纵向涡与流向涡,起到强化传热的作用,纵向涡在强化传热中起主要作用。     

微通道平板换热器内流体分配不均的研究进展

微通道平板换热器在制冷空调领域的应用近年来呈上升趋势,流体在各平板之间的分配不均导致换热器整体性能的下降,从而制约了其进一步的应用。本文对近年来微通道平板换热器内流体分配不均的国内外文献进行了综述,从理论、试验、数值模拟等几个方面对文献进行了概括和分析。研究可为微通道平板换热器的设计和应用提供参考。     

脉动剪切层涡流运动下换热特性研究

基于自激振荡的脉冲效应,分析了自激振荡换热管的传热效果。利用大涡模拟数值计算方法,分析了自振管瞬时涡量变化对管道流场的影响,分析了随下游流道管径比L~*=d_3/d_2变化流向涡与法向涡的瞬时结构及其换热特性与阻力特性,并以综合性能评价系数评价管道的换热特性。结果表明:自振腔内剪切层中的离散涡与碰撞壁碰撞分散出的小涡随边向下游运动,并在下游流道近壁面处诱发新漩涡;L~*变化可以控制脉动剪切层的发展,随着L~*的增大流向涡的强度先增大后减小,法向涡逐渐向管道轴心发展;通过调节L~*可以控制管道的换热与阻力,当1.4≤L~*≤1.8时其传热效率提高45.1%～56.5%,综合性能系数最高可提高45.4%。     

棋盘拓扑矩形通道换热器的流动及换热特性研究

选取矩形换热器的最基本换热单元，通过数值模拟方法对不同截面尺寸的矩形通道换热器的流动和换热特性进行了探究。研究发现：在截面高宽比相同的情况下，随着水力直径的增加，流动阻力逐渐减少，传热性能下降，但换热器的综合换热性能提高；当中心矩形截面面积不变的前提下增大截面高宽比，水力直径不断降低，流动阻力随之增大，换热性能与高宽比并非为线性关系，在研究范围内高宽比为4的结构换热效果最佳。     

翅化比对扁管翅片管性能的影响

利用CFD进行数值模拟、分析和研究,求解不同翅化比对扁管翅片管换热系数、空气侧压降的影响,确定不同翅化比下扁管翅片管的性能。换热系数模拟结果与试验数据误差为5%~15%,空气侧压降模拟结果与试验数据误差为5%~18%,证明该模拟方法的正确性。经分析求得当翅化比β为13.36~14.83时,翅片管的性能达到较为理想状态,其空气侧压降为68.87~67.58 Pa,换热系数为28.46~27.67 W/(m2·K)。