液晶热像法在壁面温度测量中的应用

液晶热像法是国际上已经在一些研究中得到应用的温度显示测量的方法，而国内尚未有对这种方法的应用。通过对液晶热像法这一新型的温度显示测量方法的使用，进行竖直平板对流换热时的壁面温度测量。同时用红外热像仪对此平板进行测量，比较二者结果，介绍这种测量方法的优缺点以及应用。     

壁面局部振动的二维管可压缩流动分析

通过求解二维雷诺时均Navier-Stokes方程,对壁面局部振动的二维管内流场进行可压缩流体的数值模拟,分析振动频率、振幅及相位对流场的影响。研究表明:振动频率上升,可使静压变化区域缩小,同时静压变化幅度增加;振幅变化不影响静压变化范围,仅作用于静压变化幅度;振动相位变化,局部振动壁面向管内输入能量,生成交替的高低压圈。研究结果可为进一步模拟燃气轮机叶片振动对气膜冷却的影响提供参考。     

振动激励下的封闭通道流动传热特性实验研究

为了对振动激励下的自然对流换热规律进行深入的理论与试验分析,搭建电动振动传热试验平台与并行式数据采集系统,测量封闭通道在不同振动激励下的温度瞬态变化特性。研究发现:随着受迫振动频率的增加,振动激励可以将自然对流强化为混合对流;当频率超过50 Hz时,自然对流的影响可以忽略。但是由于受迫振动下的流动状态依然为层流,因而对于自然对流的最大强化程度约在100%。另外,通过对混合对流状态的理论分析,得到由于受迫振动引起的封闭换热通道内部强制对流换热试验关联式。     

圆柱阵列换热器底部壁面对流换热的初步研究

圆柱阵列换热器是最具潜力的太阳能电站换热器。该文分析了圆柱阵列换热器底部壁面对流换热特性。编制了基于最小二乘法的计算程序，并据此利用现有实验数据拟合出具有普遍意义的圆柱阵列换热器底部壁面对流换热的无量纲换热参数的表达式，对比分析表明，该表达式真实地反映了圆柱阵列的存在及其尺度的变化对底部壁面换热的影响。这一结果为优化换热器结构和建立研究太阳能换热器的多区域连续数值模型奠定了基础。     

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。     

壁面局部振动的管内射流流场模拟

采用动网格技术和k-ε两方程湍流模型,通过求解二维非定常不可压雷诺时均N-S方程,对局部壁面振动的管内射流流场进行模拟,分析局部壁面振动的振幅和频率对流动的影响。结果表明:射流孔下游壁面静压随振幅、频率的增加而增加;射流孔的平均流量随振幅的增加而减小,随频率的增加而增加;流量波动随振幅、频率的增加而增加,高频率对流动的影响更加明显。研究结果为进一步研究振动表面小孔射流特征和振动叶片的气膜冷却问题提供参考。     

振动及加热壁面条件下的近壁空泡溃灭可视化研究

采用低压电火花生成空泡的方式系统研究了复杂壁面条件下的近壁空泡溃灭行为。通过不同类型振动壁面及不同温度壁面附近的空泡溃灭行为的可视化试验,发现壁面振动对空泡溃灭有促进作用,空泡溃缩过程更快,体积变化更显著。不同类型壁面对空泡溃灭过程的影响不同,柱形壁面相较于球形壁面,近壁的空泡形态较不规则,溃灭呈现整体塌陷的趋势,在反弹阶段会形成不规则的空泡云。壁面升温会使得近壁空泡产生明显趋向于壁面的溃灭行为,并伴随多次空化的现象,这会对壁面造成严重损伤。     

椭圆管内对流换热与流动阻力特性研究

通过CFD技术,分别对5种长短轴之比的椭圆管管内湍流和层流状态时的换热与流动进行数值研究,分析了流体流动状态和椭圆管长短轴之比对换热系数与流动阻力的影响,并根据数值计算结果拟合出湍流区椭圆管管内换热系数的准则关系式,最后绘制每种类型椭圆管的局部换热系数曲线。研究结果表明:数值计算结果与实验值吻合良好;采用当量直径的方法计算椭圆管内换热系数误差较大;随着雷诺数的增加,每种类型的椭圆管管内阻力系数逐渐减小;而在相同的雷诺数下,随着长短轴之比K的增大,管内阻力系数逐渐增加;每种类型的椭圆管具有类似的局部换热特性,即长半轴两端点处局部换热系数最低,而短半轴两端点处具有最大局部换热系数。     

能量密度和壁面温度对爆震影响的试验研究

基于一台快速压缩机(RCM)试验平台开展了能量密度和壁面温度及其相互作用对异辛烷/空气和正庚烷/空气混合气爆震强度的影响。研究结果发现:随着能量密度和壁面温度的提高,两种燃料的爆震强度均显著提高。对于异辛烷/空气混合气,能量密度对爆震强度的影响随着壁面温度的升高显著增强,且壁面温度对爆震强度的影响也随着能量密度的升高而显著增强。而正庚烷/空气混合气基本不存在上述关系,其爆震强度一直处于较高水平。这说明能量密度和壁面温度对不同反应活性燃料爆震强度影响规律有所差异。     

恒壁温下管内流体脉动流动对流换热的数值模拟

利用FLUENT软件,在流体进口速度发生周期性变化的情况下,对圆管内层流的流体流动与换热情况进行了数值模拟,分析了无因次脉动幅值、频率对对流换热系数、摩擦系数以及流场的影响,结果表明脉动流体会强化或弱化换热效果,阻力比无脉动时大,并且在流场中有与主流区流动方向相反的流动现象。     

不同振动参数下脉动气流横掠圆柱体的传热研究

在脉动气流强化传热实验台上进行了层流（雷诺数RP为171）中不同振动参数（频率厂分别为15Hz、30Hz、45Hz、59Hz,振幅Pmax为45～286Pa）下脉动气流横掠高温共烧陶瓷发热管的传热实验研究．结果表明：层流中低频大振幅的脉动气流能显著强化圆柱体的传热过程,相对努塞尔数随着压力振幅的增大而增大,随着脉动频率的增大而减小,最大相对努塞尔数N“,可超过2．55;在Re=171时,脉动气流强化传热的经验公式为Nux=0．2684＋0．5867pmax^0.388.3/f^0.3170,该经验公式的相关系数为R=0．9941,揭示了脉动气流强化圆柱体传热过程对振动参数的非线性依赖性．     

Enhancement of Boiling Heat Transfer Using Surface Vibration

An experimental investigation of the effect of mechanical vibrations of a copper flat circular surface on the pool boiling heat transfer coefficient of water at atmospheric pressure are presented in this paper. A vibration exciter was used to vibrate this copper test surface vertically. Effect of frequency and amplitude of vibration on the boiling heat transfer coefficient was studied. An increase in the heat transfer coefficient was observed at low frequency and amplitudes, at higher amplitude and frequency heat transfer deteriorates. Heat transfer coefficient increases up to 26% with vibration intensity, represented by vibrational Reynolds number.     

蒸发冷却板式换热器的传热与阻力实验研究

通过对板式换热器传热的理论分析和在干工况、喷淋工况下的实验研究,得出板式换热器在喷淋情形下空气侧喷淋水量对强化对流传热系数的影响关系,进而拟合出喷淋情形下空气侧的对流传热系数的关联式。同时为了综合考虑由于喷淋造成的换热器性能的变化,还对喷淋前后空气侧的阻力变化进行了测试分析。     

热管壁面温度的理论研究与确定

分析了热管的传热原理,对热管换热设备的热管壁温的确定进行了研究。结合理论传热模型说明了热管壁面理论温度是可以得到的,从而方便地进行热管换热设备的热工参数设计,为实际调节冷热侧的换热面积以控制壁温提供理论依据。既适用于理论设计,又能控制换热管尾部壁温,有效地解决设备运行中的酸露点腐蚀问题。     

电站锅炉炉膛内火焰刷墙时对流换热系数的计算方法

分析了电站锅炉炉膛内火焰刷墙时的对流换热,提出了火焰刷墙时的对流换热由烟气对流换热和粒子对流换热组成的换热模型。按此模型的计算结果与试验数据符合良好。     

波纹管内流动与传热规律的数值计算

采用三维层流及低雷诺数湍流模型对波纹管内流动与传热性能进行了数值模拟,模拟结果与试验结果吻合良好.通过数值计算拓宽了波纹管流动与传热关联式的参数范围,发现在较大雷诺数(RP)范围内波纹管阻力系数随Re的变化趋势表现为指数规律.考察了不同波纹高度、波纹间距对流动与传热的影响,并对模型参数进行了综合性能评价,结果表明:波纹高度对波纹管内流动与传热的影响较波纹间距更显著;波纹管结构的强化传热性能只有在高Re条件下才得以体现,Re越大,波纹管综合性能因子也越高.通过数值计算得到了波纹管流动与传热的最优结构参数及最佳传热雷诺数范围.     

泡沫铝通道内瞬态流动的平均换热系数

针对泡沫铝金属填充矩形通道内的对流换热开展了瞬态实验研究,分析了泡沫铝孔径(孔隙率)、流体流量(流速)等关键参数的影响。为了有效地处理实验数据,重新定义并推导了平均换热系数的计算公式,得到了泡沫铝通道内流动的平均换热系数,并引入了基于渗透率的雷诺数和达西数,确定了相关换热、流动准则数关系。实验研究表明,流速的增大有利于对流换热的强化:而平均换热系数对泡沫金属孔径较敏感;对于低孔隙率泡沫金属,渗透率成为影响换热强度的主要因素,相同或接近的孔隙率下,孔径越大,渗透率和达西数越大,越有利于换热,且压损减小。