旋转射流冲击凸台换热特性的数值模拟

运用重整化(RNG)的κ-ε模型对半封闭板内带旋流的射流冲击凸台的传热及流动进行仿真,研究了旋转射流冲击凸台时的流场特性以及凸台表面、侧壁和平板上的传热特性.分析了旋流强度(旋转数)、流动Re数、冲击高度H/D对传热与流动的影响.结果表明,不同Re数下旋流会削弱驻点处的冲击作用,从而使得驻点处的传热Nu数减小.在雷诺数Re=25 000时,在旋转数0相似文献   

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。     

半封闭圆管冲击射流流动特性PIV试验研究

为研究封闭板对长直圆管冲击射流流动特性的影响,采用粒子图像测速技术对不同雷诺数Re(5 084～13 926)和冲击距H/d(2～6)条件下的流场进行了测量,统计分析了回流区运动规律、势流核长度变化、射流冲击前卷吸特性、壁面射流扩展率及速度衰减指数.试验结果发现:①雷诺数和冲击距对回流区运动特征的影响规律与半封闭孔板冲...     

突扩膨胀射流冲击换热与流动的数值模拟

采用大涡模拟模型对突扩膨胀射流冲击平板的传热特性及喷嘴内部流场进行数值模拟,得到不同进口Re数,不同膨胀比情况下喷嘴内部流场和射流冲击平板时的换热效果,分析了不同进口Re数、膨胀比E、冲击高度H/d对换热和流动的影响.研究表明,与直喷嘴进行对比,由于膨胀喷嘴射流与周围介质的掺混、渗透作用使射流的流速大大降低,最大速度偏离几何中心,使得换热效果减弱,对加热平板的冷却具有不对称性,但使得整个换热板的平均冷却效果更加均匀.     

脉动冲击射流的传热特性研究

为了深入理解脉动冲击射流的传热传质特性,研究脉动流的温度相关热物理性质对于靶面局部努塞尔数分布的影响,分别对正弦和方波非稳态脉动冲击射流进行了数值模拟.结果显示单个正弦脉冲的强化传热并不明显,而方波脉冲的强化传热效果却十分明显.对于脉动冲击射流中的流场分析表明,靶面上的瞬态换热效率与非线性热力学和水力学边界层随时间的发展密切相关.     

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。     

微型车室内三维空气流动与传热的数值模拟

建立微型车室内三维空气流动与传热计算的物理模型和数学模型,应用κ-ε紊流模型、非结构化网格及有限体积法对微型车室内两种回风方式的三维空气流场与温度场进行数值模拟仿真计算与对比分析,为微型车的空调环境优化研究提供有益的参考.     

射流对撞流动结构的实验研究

有关射流对撞的流动结构研究目前尚未有公开的文献技导，本文在这方面做了一些初步的实验研究。实验过程是利用两股淹没式轴对称水射流进行对撞实验，用激光荣光法和氢气泡法进行流场显示，通过大量的实验及结果分析，对气流粉碎中的射流对撞过程和流动结构提出了一些定性的认识，文后附了一个应用实例。     

新型复合除尘器的设计及数值模拟

设计一种新型旋风-布袋复合除尘器,采用两级复合除尘技术,弥补旋风除尘对于细颗粒去除效率低的不足.通过FLUENT软件提供的RNG K-ε湍流模型对其内部流场进行了数值模拟,并和未加布袋的普通旋风除尘器内部流场进行对比,探明复合除尘器内压力场和速度场基本特征.数值模拟结果表明,新型除尘器内局部湍流数目减少但切向入口处存在较强局部湍流现象;压力场变化较大,压差主要集中在布袋内外两侧.通过对复合除尘器内流场分析,为以后结构进一步优化设计提供依据.此外,复合除尘器采用嵌入式结构,占用空间小,造价低,具有广泛的应用前景.     

空调室内三维紊流流动与传热的数值模拟

采用三维紊流模型，应用有限容积法计算了室内空调的气固耦合传热问题，并对室内空调的气流组织形式，主要是对流速场，温度场进行了数值模拟计算，为空调室内的气流组织形式的优化设计及舒适性提供了研究依据。     

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。     

多孔式翅片传热与流阻特性分析

采用CFD数值模拟技术,研究了多孔式翅片传热与流阻特性,重点分析了不同孔口因素对多孔式翅片传热与流阻的影响.研究结果表明:随着孔隙率增加,多孔式翅片流阻增大,但其传热并未明显提升.同一孔隙率下,翅片传热与流阻随孔径减少而提升.开孔方式呈错列布置的流阻与传热性能高于孔口呈并行布置的情况.开孔结构对多孔式翅片传热性能影响较...     

Discontinuous solutions of gas-dynamics equations taking into account the relaxation of a heat flow with a heat transfer

The gas-dynamics equations in Lagrangian mass coordinates for a heat flow with a relaxation and a hyperbolic heat transfer have been considered in the plane-symmetry approximation. The characteristics of the system of these equations were determined. Relations for the front of a strong discontinuity of its solution were obtained. With the theory of generalized solutions of quasi-linear equations, the stability of the discontinuities of gas-dynamic and heat quantities characteristic of the indicated flow was demonstrated. Translated from Inzhenerno-Fizicheskii Zhurnal, Vol. 82, No. 2, pp. 350–357, March–April, 2009.     

声波作用下的单圆柱绕流及传热特性数值研究

为了研究声波对单圆柱绕流流动和传热特性的影响,建立了流场、声场、对流传热多物理场耦合的二维数学模型,并利用有限元软件COMSOL进行数值模拟。结果表明:(1)当频率f=50 Hz、声压级L_SP=123～149 d B时,斯特劳哈尔数Sr随声压级增大而减小,圆柱表面压力系数C_P随声压级增大而增大;(2) L_SP=143 d B、f=20～80 Hz时,斯特劳哈尔数Sr、压力系数C_P均随频率f增大而增大;(3)对比f=50 Hz、L_SP=143 d B声波作用与无声波作用的情况,阻力系数C_DF和升力系数C_DL都呈周期性变化,但有声波作用时振幅增大;(4)声波作用会促进圆柱表面热量传递,但当L_SP>143 d B,圆柱表面局部努塞尔数Nu_θ开始减小。该研究结果为强化圆柱绕流传热提供了理论研究基础。     

Experimental study on heat transfer enhancement of nanofluid flow through helical tubes

Fluid flow and heat transfer characteristics of nanofluids flowing through helically coiled tubes under uniform heat flux condition are studied experimentally. The turbulent flow of two different kinds of nanofluids, i.e. Ag-water and SiO₂-water, are examined. Three different helically coiled tubes along with straight ones are constructed to investigate the effects of geometrical parameters such as pitch circle diameter and helical pitch as well as nanoparticle volume concentration. The viscosity and thermal conductivity of nanofluids are determined experimentally in different volume fractions and temperatures. The range of Reynolds number is from 8900 to 11970. The experimental outcomes show that using nanoparticles in coiled tubes can be more effective in improving the heat transfer rate than the straight tube. Empirical correlations are extracted based on experimental data to predict the Nusselt number and friction factor of turbulent nanofluids flow through helically coiled tubes.     

冰浆流动及传热特性研究进展

通过综述近年冰浆流动特性方面的研究，介绍不同的冰浆模型，并讨论冰浆在管内流动的压降及流型。然后从冰浆导热系数开始，综述冰浆的传热特性，讨论不同表面换热系数和相应的Nusselt数，为研究冰浆的流动和传热特性提供借鉴。     

A numerical study on heat transfer of the nanofluid flow inside helical tube through the two-phase method

In this study, a new numerical investigation was carried out to study the heat transfer characteristics of nanofluid flow inside a copper helical tube under constant heat flux. A nanofluid with different particle weight concentrations of 0.5%, 1.0%, and 2.0% was used. The effects of different parameters such as Reynolds number, nanofluid particle concentration, and constant heat fluxes (1500 and 3800?W/m²) on heat transfer coefficient were studied. For validation, Nusselt number and convection heat transfer coefficient obtained from the numerical model was compared with the experimental results. Also, to verify the accuracy of the method, grid independency was studied for each heat flux. The observations showed that the heat transfer coefficient increased by using nanofluid instead of base fluid. In addition, the convection heat transfer coefficient performance improved by increasing the nanoparticles’ concentration. The results from the numerical simulation compared with the experimental data showed that this new numerical method has high accuracy and could correctly predict the heat transfer behavior of nanofluids with different weight particle concentrations under constant heat flux.