平行平板通道内置螺旋线圈流动传热特性

通过实验与三维数值模拟相结合的方法,对内置螺旋线圈平行平板通道的流动及传热特性进行了研究,发现相对于无扰流填充物的平板通道,螺旋线圈的应用能够显著地强化传热,相同Re数下Nu数增幅为29%~141%,相应地阻力系数增幅为26%~175%。数值模拟的结果显示,流体受螺旋线圈的诱导可产生多纵向涡流动,增强了速度在垂直于壁面方向的分量,同时导致温度场发生明显改变,使得速度场与温度梯度场的协同性能得到提升,从而强化了传热。在700相似文献   

带肋矩形单通道流动传热数值模拟

针对燃气透平第一级动叶内部冷却通道,建立一个带45°斜肋的冷却通道的流动模型和固体模型,对流动模型进行计算,分析肋片对冷却气体流动和通道中传热的影响,并将流动计算得出的传热系数导入到固体模型中进行计算。结果表明:肋片引起气流的分离与再附着,并引导气流产生横向的流动,加强了壁面大部分区域的传热;当入口Re达到19 413时,可以满足冷却要求。     

泡沫金属对并联小通道流动沸腾和传热特性影响

泡沫金属由于占用空间小,散热面积大,可以极大地提升换热效率,小通道填充泡沫金属成为近几年强化换热方向的研究热点。对填充10PPI和20PPI的泡沫金属铜的并联小通道进行了流动沸腾实验研究。通过分析不同工况下的沸腾曲线,发现在相同的壁温条件下,热流密度随着质量流速的增加而增加。在相同热流密度下,填充泡沫金属通道相比空管的换热能力更强,并且PPI越高,换热效果越强。同时,在填充泡沫金属的通道中发现核态沸腾和对流沸腾2种沸腾模式。通过分析泡沫金属对换热系数的影响,发现在相同质量流速下,填充泡沫金属通道的换热系数相比空管都有所增加。通过比较可知,不同PPI泡沫金属虽然对换热系数的影响趋势不完全一致,但是对流动沸腾换热都具有明显的增强作用。最后分析了各工况下换热系数变化情况,基于数据拟合建立了填充10PPI和20PPI泡沫金属的换热系数预测模型,结果表明2个模型均具有良好的预测精度。     

燃气轮机透平叶片冷却通道传热特性研究进展

燃气轮机透平叶片冷却通道的设计及开发对燃气轮机效率、运行安全性等具有重要意义,透平叶片冷却通道的传热特性研究是透平叶片中的重要领域。文中首先总结了透平叶片中典型U型通道中扰流冷却的研究现状:在U型通道中布置肋片、针状翅片、球窝/球凸及组合传热结构是重要的冷却方式,研究已深入至多种组合传热结构及旋转通道传热的层面;其次总结了冷却通道与气膜孔结构耦合传热的研究现状,气膜孔的布置改变了冷却通道内的原流场结构及传热特性,布置肋片、球窝等强化传热结构并与气膜孔相耦合时的流动及传热特性是目前研究的重点;最后总结了内部冷却与外部冷却相耦合时的传热特性,如叶片尾缘劈缝叶背面区域的气膜冷却与对流传热共同作用,指出该耦合传热过程是透平叶片中的重要现象。通过对透平叶片冷却通道传热特性的研究综述,指出在组合传热结构与气膜孔等相互耦合时的冷却通道传热特性还有较多的研究内容需要扩充,同时考虑适用于冷却通道的低阻高效强化传热结构也是目前关注的一大重点。     

微细通道内流动沸腾压降特性

通过微细通道内流动沸腾实验研究流动沸腾压降特性,在质量流速为110kg/m2·s~160kg/m2·s范围内流动沸腾压降随质量流速、热流密度的增大而增大,进口过冷度对流动沸腾压降的影响并不显著。根据不同流型建立各自区域的压降计算模型,将微细通道内流动沸腾分为弹状流和环状流两部分,分别建立各自的物理模型,流动沸腾压降计算结果与实验值有较好的吻合。     

圆形微肋阵肋间距对换热及流动特性数值分析

由微肋阵构成的换热器是解决大规模集成电路存在热障问题的装置.基于CFD软件,对3种不同肋间距的圆形微肋阵进行模拟计算,分析了在不同质量流速和热流密度时肋间距对换热和流动特性的影响,并得到最佳的肋间距.结果表明,出口干度与热流密度和肋间距成正比,与质量流速成反比.压差与热流密度和质量流速成正比,与肋间距成反比.相同工况下...     

侧置梯形翼翅片管换热器流动与传热特性

针对某翅片管换热器的设计开发,应用RNG k-模型及SIMPLE算法,研究了侧置梯形翼纵向涡发生器的翅片管换热器和平直翅片管换热器在顺排和叉排两种排列方式下其流动与换热耦合特性。在雷诺数500~4 000的范围内,采用侧置梯形翼涡流发生器,顺排布置时,翅片管换热器综合性能因子提高了9.43%~22.67%,叉排布置时,综合性能因子提高了4.89%~14.87%。研究结果表明,侧置梯形翼涡流发生器可以有效地改善温度场和速度场的协同性,提高其换热能力,为设计高性能换热装置提供了参考。     

NF型搪瓷蓄热元件的传热与流动特性实验

回转式空气预热器(空预器)的传热与流动特性和所用蓄热元件的类型密切相关。搭建了回转式空预器蓄热元件传热与流动特性实验台,并通过周期性的风门切换,使得冷、热风交替冲刷蓄热元件,模拟回转式空预器的非稳态换热过程。通过实验研究 NF 型搪瓷蓄热元件不同雷诺数下的努塞尔数、压降以及阻力系数的变化规律,得出其传热和流动特性的拟合公式。     

太阳能热气流透平发电系统流动与传热特性分析

建立了包含蓄热层和透平的太阳能热气流发电系统的流动与传热数学模型,分析了太阳辐射和透平压降对系统透平发电输出功率以及系统各部件能量损失的影响.对MW级太阳能热气流发电系统进行的二维稳态数值模拟计算结果表明:太阳辐射和透平压降对系统输出功率以及系统出口参数的影响均非常显著;当太阳辐射高于400 W/m2、透平压降高于300 Pa时,系统输出功率可达1 MW以上;大流量的流体流出烟囱是造成系统能量损失的主要因素,集热棚顶棚也会引起较高的能量损失.     

大功率电力电子散热器流动传热特性实验研究

为解决大功率电力电子设备散热问题,设计了射流微通道散热器,并搭建了实验测试系统对不同体积流量和加热功率下射流微通道散热器的传热和流动特性进行了实验测试。实验结果表明:随着体积流量的增加,射流微通道散热器的换热量不断提高,在测试流量下,最高能够满足1 000 W的散热需求。射流微通道散热器换热系数和进出口压差均随体积流量的增加而增大,但换热系数增大的幅度逐渐降低,而进出口压差增加的幅度逐渐增加,因此散热器在小驱动功耗下,增加驱动功耗对于改善换热效果更显著。     

多向扰流换热管管内传热与流动特性数值模拟

采用Realizable k-espilon湍流模型对不同雷诺数下的多向扰流换热管进行数值模拟,首先在光滑管中进行数值模拟,并与经验公式进行对比,验证了该数值方法的可靠性;其次研究了该换热管的结构参数及雷诺数的变化对努塞尔数和阻力系数的影响,进而分析出同一雷诺数下槽深比、节距比的变化对湍流动能和出口温度分布的影响,最后归纳出努塞尔数和阻力系数随结构参数及雷诺数变化的准则关联式。结果表明:随着结构参数的变化,多向扰流换热管的传热与流动性能都会发生显著的变化;当节距比和雷诺数不变时,努塞尔数、阻力系数、湍流动能都随着槽深比的增大而增大;当槽深比、雷诺数不变时,努塞尔数、阻力系数、湍流动能随节距比的增大而减小。研究表明多向扰流传热特性优于光滑管,可以起到较好的强化传热作用,准则关联式可为强化换热提供理论指导。     

直通道印刷电路板式换热器过渡区传热与流动的实验与数值模拟研究

制造了一台直通道及半圆形截面的印刷电路板式换热器（PCHE）样机并进行了不同流量下的水-水过渡区下的传热与流动实验。采用经典宏观圆管传热与流动关联式获得的计算结果与实验结果有明显偏差,具体为实验f因子更大,总体传热系数随雷诺数的变化更复杂。因此,对相应应用范围内PCHE过渡区液体流动的传热与流动关联式进行了校准。为了获得传热关联式,利用数值模拟获得PCHE过渡区单侧平均表面传热系数。结果表明,基于平均表面传热系数获得的总体传热系数与实验值平均偏差为8.5%,最大偏差为17.2%,但基于平均表面传热系数获得的总体传热系数预测模型与实验结果的偏差在10%以内,说明通过数值模拟获得PCHE过渡区单侧平均表面传热系数是一种可行的思路。     

直接空冷凝汽器翅片散热器流动传热特性

为了给直接空冷散热器的优化设计和直接空冷机组的运行提供一定的参考,采用CFD方法,研究单排扁平管在不同迎面风速和环境温度条件下翅片通道内流场和温度场分布,得到空冷凝汽器冷却空气对流换热的表面换热系数和压损随迎面风速的变化规律,并通过拟合得到对应的关联式。结果表明：随着迎面风速的增加,表面对流换热系数和压降均有显著增加;环境温度的变化对空冷单元的散热量影响较大。研究结果对于直接空冷的运行设计具有重要的意义。     

矩形微通道的传热与阻力特性及其场协同理论分析

开发高效低阻的微通道对于冷却高热流密度的电子器件意义重大。文中通过数值模拟方法,对一种钻石形针肋进行了优化设计,并对安装有原型和改进型针肋的矩形微通道的传热与阻力特性进行了对比研究。计算结果表明:在相同雷诺数下,安装改进型针肋的微通道的换热效果明显优于未改进的情况,流动阻力反而更小,因而综合性能也更好。基于对流换热场协同原理和发展的流场物理量协同原理,计算两种微通道内速度与温度梯度的协同角、以及速度与压力梯度之间的协同角,这些角度的相对大小与数值计算得到的结论是一致的。     

镍基渗层纵肋管束传热与流阻特性的应用研究

为了给镍基渗层纵肋管束式换热器设计和解决生产中碰到的问题提供一些依据 ,本文在实验的基础上对镍基渗层纵肋管束的换热和流阻特性进行了分析 ,得出肋管结构参数和管束结构参数对换热和流阻的影响。采用最小熵产法优化得出最佳肋高 ,同时本文分析了镍基渗层的抗腐蚀机理     

蒸汽冷却器的流动传热与模拟

建立了某型蒸汽冷却器包壳的整体模型,根据蒸汽和给水流动状态及换热管位置,在模型上划分了两个流体域,并对主要换热区域的网格进行了细分。利用软件拟合了材料的传热特性与温度的函数关系,使模拟结果更接近实际传热状态。同时,设定了计算时的边界条件,定义了流体域和固体域间的交界面。计算后,读取了相关模拟数据,并与理论计算值进行了对比,可为优化结构和提高设备性能,提供参考。     

空冷凝汽器椭圆翅片管管内传热与流动特性分析

基于分布式参数热力系统假设,提出翅片管耦合换热模型,以描述两相流与冷却空气工质对之间的传热。将耦合模型应用于火电机组直接空冷凝汽器1 000 mm×94 mm×46 mm（深×宽×高）椭圆翅片管,通过基于计算流体力学的数值求解,得到管内温度、热流密度、对流换热系数、薄膜厚度、剪切力沿两相流和冷却空气流向上的变化规律,将特征量空间分布结果可视化。结果发现:管内热流密度随着管外冷却空气的横向流动,在空气出口区域急剧下降,管内对流换热系数随凝结沿管深方向的纵向发展,缓慢增长;管内两相流型可定性为环状流,液膜在椭圆下半部分极端区,有明显聚集与加速流动。所采用的理论方法和获得的结论,有助于翅片管换热增强设计和在运空冷凝汽器安全高效运行。     

蛇形翅片单排管外侧空气流动与传热特性的数值研究

对直接空冷凝汽器蛇形翅片单排管外侧空气流动与传热特性进行了研究,利用FLUENT软件对翅片空气侧流动和传热性能进行数值模拟．分析了不同来流风速和翅片长度对传热系数和压力损失的影响．为空冷凝汽器传热元件的设计与优化提供数据支持。     

一种槽式孔板流动特性的研究

基于计算流体力学理论,应用计算流体力学软件Gambit和Fluent6．0,对流体流经槽式孔板前后的流动状态进行了仿真研究,得到了流体流经槽式孔板前后的动压、静压、速度剖面及压力和速度分布曲线。通过槽式孔板和标准孔板流动特性的比较得出了槽式孔板优于标准孔板的一系列结论。实验结果表明槽式孔板测量误差小于5％,研究结果对槽式孔板流量计的开发具有一定借鉴意义。