水下控制腔内部自然对流换热特性及其影响因素研究

海洋装备电子控制腔有效散热能力是其持续工作的重要保证。以含内热源的封闭腔体为研究对象,采用基于Boussinesq近似的零方程模型对腔内空气的湍流自然对流进行建模,并使用有限体积法完成数值计算,分析了腔体内部温度分布和空气流动规律。结合控制腔功能设计要求,着重讨论了热源不同位置,铝合金隔板厚度和间距等因素对气密腔体内自然对流散热效果的影响规律。研究的结果为海底长周期运行装备控制腔热设计提供了参考依据。     

有体积热源的矩形空腔内层流自然对流的数值模拟

对具有内热源方腔的稳态层流耦合自然对流换热进行了三维的数值模拟，采用的模拟代码基于连续介质计算力学的开源库OpenFoam，解决了自然对流换热与固体传热的耦合问题．Rα数的变化从10^5到10^9．对外壁面为常温、方腔内充满含体积热源流体的自然对流计算结果表明，温度场、速度场与非耦合的工况有很大差异．     

通风及内热源参数的方腔内混合对流模拟

为考虑热源形态及通风条件对腔内流体流动及传热性能的影响,本文采用基于多参数弛豫时间模型格子Boltzmann法与有限差分法的耦合算法,对中心热源条件下开口方腔内的混合对流现象进行研究.在不同进、出流口位置和热源形状下,分析了混合对流的流动、温度及换热特性,并给出了流函数线和等温线分布以及热源表面的努赛尔数.数值计算结果...     

CPU散热器数值模拟分析及其材料选择的研究

对CPU散热器冷却端空气(以后简称空气夹层)和散热肋片建立了三维计算模型,通过对空气夹层与散热肋片之间的耦合计算,不仅分析散热肋片内温度场的分布规律,而且分析空气夹层的流场和温度场的分布规律,还研究了散热肋片材料对其传热性能的影响,并指出了此种散热器设计上的不足,为CPU散热肋片的设计提供必要的理论依据.     

有室内热源自然与机械通风环境温度实验比较

为了研究在不同功率热源的情况下,自然通风和机械通风对房间内温度场的影响程度.对房间四壁和顶棚不同位置开口和不同尺寸,在自然通风情况下房间内温度场受到的影响进行了实验比较.结果说明,自然通风对流交换主要由热源附近空气受热后卷吸侧向窗口外部的冷空气进入产生,开天窗时才会有明显散热效果.对于墙壁侧向开口情况,出现空间内部上下...     

泡沫铜/石蜡复合相变材料融化过程的换热特性

为了研究强化相变蓄热器的换热情况,搭建了矩形腔体内填充泡沫金属/石蜡的实验台,在恒壁温条件下,进行了泡沫金属/石蜡复合相变材料的融化蓄热实验。根据实验数据绘制了不同加热温度下石蜡内部温度随时间变化曲线,分析了腔体内自然对流对温度分布的影响、传热温差对蓄热时间的影响。结果表明,泡沫金属的高导热性能强化了石蜡在腔体内的融化过程,距离加热面较近的石蜡融化后产生的自然对流加速了剩余固态石蜡的融化;而且传热温差越大,自然对流越明显,蓄热时间越短。     

大空间细长管排／单列线状热源温度与换热系数测定

建立了小直径管排（热线）自然对流换热实验台．通过实验研究了单列线热源（热丝）自然对流换热特性．研究表明,数学模型和实验结果吻合良好,理论模型可以成功地预测单列线热源自然对流换热．     

导热壁面对三角形多孔腔体内自然对流的影响

采用有限元方法,数值模拟二维三角形多孔介质腔体内的自然对流及其相伴随的传热,着重分析热瑞利数、导热固体壁面厚度、固体壁面与多孔介质导热系数之比及三角形腔体高宽比对腔体内自然对流的影响.     

具有表面辐射的复合腔体内湍流对流换热研究

建筑热工性能评价和建筑节能越来越受到人们的重视,将建筑房间简化为含有多孔介质的双区域模型在更多的领域得到广泛应用。文章基于数值模拟的方法,探究了具有表面热辐射的部分填充多孔介质的复合腔体内湍流自然对流换热问题;建立并用有限元方法求解自由流体区域和多孔介质区域的动量和能量传递方程,对数学模型进行了比较验证,分析了Rayleigh数(湍流与层流)及发射率为ε_i对传热、流动的影响。结果表明,Rayleigh数对具有表面热辐射的部分填充多孔介质的复合腔体内的动量和热量传递有明显的影响,且决定自然对流强度大小。Rayleigh数越大,自然对流换热作用越强,腔体内的平均温度降低并逐渐趋于一致;表面热辐射影响对流作用,墙体壁面发射率为0.0~0.3时,自然对流的影响较大,随着发射率的增大,辐射作用明显增强,并在热量传递中占主导位置。     

多孔介质内嵌热源引起的对流换热格子Boltzmann模拟

文中引入广义模型与能量方程来分别描述多孔介质内部的动量和热量传递,建立了底部嵌入矩形热源的二维多孔介质内自然对流的格子-Boltzmann(Lattice Boltzmann, LB)模型.通过和实验结果进行对比,验证了文中LB模型求解多孔介质内嵌热源引起的对流换热问题的正确性.系统地研究了Rayleigh数(Ra)、Darcy数(Da)和孔隙率ε等参数对多孔介质内温度场和流场的影响规律.研究结果表明：当Ra>10⁵时,Ra的增加能够提升多孔介质的整体对流换热强度;当Da>10^-5时,Da的增加能有效改善多孔介质内的流动换热情况;孔隙率的增加能够强化流动换热,但不会改变多孔介质的主导换热类型.     

Heat transfer in high density electronics packaging

ＳＩＰ (ＳｙｓｔｅｍｉｎＰａｃｋａｇｉｎｇ ,ｓｅｅＦｉｇ .1 )ｉｓａｎａｓｓｅｍｂｌｙｗｈｅｒｅｔｈｅｃｈｉｐｓａｒｅｍｏｕｎｔｅｄｉｎｃａｖｉｔｉｅｓｃｏｒｒｏｄｅｄｉｎｔｈｅｓｕｂｓｔｒａｔｅｓａｎｄｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｔｏｔｈｅｃｈｉｐｓａｒｅｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｗｉｔｈｐｏｌｙｍｅｒｓ[1] .Ｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆａｓｓｅｍｂｌｙｅｎｓｕｒｅｓｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｗｉｔｈｖｅｒｙｈｉｇｈｐａｃｋａｇｉｎｇｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｌｏｗｉｎｔｅｒ…     

抗加速度干扰气流式倾斜仪的信号处理

为克服传统倾斜仪受加速度干扰比较严重的缺陷,采用热敏电阻作为热源和敏感元件,在密闭腔中使气体产生自然对流,利用硬件电路和软件补偿技术将运动载体的姿态信号提取并进行处理,研制出能够抑制外界加速度干扰的气流式传感器。根据气流式倾角敏感元件的输出特点建立了抗加速度干扰数学模型,设计了抗加速度干扰程序,实现软件滤波抑制扰动加速度干扰,传感器抗加速度干扰能力在90％以上。     

基于火积耗散原理的热网加热器优化设计与分析

为使热网加热器具有最优的换热性能,基于粒子群优化算法,以火积耗散数为目标函数,提出热网加热器优化设计的最小火积耗散优化方法.与传统的热网加热器设计计算不同,本文的优化设计不预先设定热网加热器的结构,通过优化确定热网加热器的最佳尺寸,同时,热网加热器优化设计考虑了工质的相变,以潜热修正值对壳侧蒸汽凝结的对流换热系数进行修正.对一热网加热器优化设计结果表明,通过优化设计,热网加热器的效能增加7.8%,同时热网加热器功率消耗下降19.6%,表明当热网加热器的热力性能最优时,其功耗达最小值.     

蛇形管蓄能箱蓄热过程的数值模拟

对蛇形管换热及相变材料熔化的传热理论进行研究,利用Fluent软件对蓄能过程中蛇形管热交换及相变材料熔化过程进行数值模拟,得出了一套经济合理且能满足项目蓄能要求的设备,制作了实验用的设备并进行实验验证,得出建立的模型是比较合理的。研究表明：自然对流换热对相变材料的熔化过程影响较小。     

pc-LED双热源热模型实验研究

荧光粉转换型白光LED（pc-LED）的热模型是LED散热设计的基础。常用的单热源单通道热模型不能表达pc-LED的实际散热过程,已有的双热源双通道热模型的参数测量需要T3ster和红外热像仪,并忽视了环氧胶在蓝光LED照射下的发热现象。为此,文章提出一种采用PT100芯片直接测pc-LED芯片结温和微型热电偶直接测荧光粉温度的方法,并依据实验结果改进了双热源双通道热模型,计算出各热阻值和热流值,揭示了pc-LED的散热规律。实验还发现纯环氧胶在蓝光LED辐照下有发热的现象。     

混凝土水化热瞬态温度场数值计算过程中的水化放热规律及水化速率问题

在混凝土的施工中,为考虑水化热对施工和设计所造成的影响,根据有关规范、参考文献的实测数据及大体积混凝土空间有限元分析程序ＭＡＳＳＩＶＥ,研究了建筑工程中的混凝土水化热瞬态温度场计算过程中的水泥水化放热规律及水化速度,为数值计算分析提供了可靠的数学模型,可避免结构产生有害裂缝。     

热管式密闭电子设备元件散热实验研究

热管换热器是一高效热回收装置,由于其具有传热效率高、传递温降小、结构简单、易控制和本身不耗能等特点,在电子设备系统中的研究得到很大的发展.本文建立实验台来测试热管式密闭电子设备散热性能,将模拟结果与试验测量数据进行对比论证.深入分析利用热管技术来改善电子产业的散热问题,为热管技术大规模推广应用提供理论依据     

微通道内湍流流动与换热模型的建立

根据湍流模型的理论基础及适用范围,分析在微尺度条件下,加入湍流黏性耗散的作用。利用连续性方程、动量方程和能量方程,建立雷诺时均化湍流流动模型;依据Prandtl混合长度理论,建立脉动项与时均项的微分方程;确定对流换热Nu数与比热、流体温度、摩擦系数之间的关系,推导其计算公式。     

Characteristics of radiation and convection heat transfer in indirect near-infrared-ray heating chamber

Numerical study was performed to evaluate the characteristics of combined heat transfer of radiation,conduction and convection in indirect near infrared ray (NIR) heating chamber.The effects of important design parameters such as the shape of heat absorbing cylinder and heat releasing fin on the pressure drop and heat transfer coefficient were analyzed with different Reynolds numbers.The Reynolds numbers were varied from 103 to 3×106,which was defined based on the hydraulic diameter of the heat absorbing cy...