采用扩展温度振荡法测量超临界CO2管内对流换热特性

提出了考虑小通道内流体温度变化时测量管内对流换热系数的扩展温度振荡法模型,该法可用于测量各种光滑表面通道内流动的局部对流换热系数.实测了典型压力温度条件下2mm内径不锈钢圆管内超临界CO     

超临界碳氢燃料对流换热特性解析

选用10组分模型替代碳氢燃料,对其在临界点附近的物理特性进行详细分析描述。根据超临界碳氢燃料热物性变化及其在管道内的对流换热特征,基于边界层理论,建立其在换热管中对流换热边界层分析模型和微分方程式,采用理论分析方法给出多项式和正弦速度分布式下常物性和变物性时的温度分布函数表达式。给出的计算公式为超燃冲压发动机的冷却计算提供指导。     

超临界CO2倾斜螺旋槽管内冷却换热特性研究

为了提高气体冷却器内换热效率,对不同倾斜角下(-90°,-45°,0°,45°,90°)螺旋槽管内超临界CO2冷却对流换热特性进行了数值模拟,分析了各槽管内的湍动能和速度分布随倾斜角的变化趋势,并研究了不同螺旋角下倾斜角对换热特性的影响。结果表明:浮升力沿流动方向分量和垂直于流动方向分量对流动特性的影响并不相同;在类气区,流体速度对流动特性起主要作用,且换热系数随倾斜角的减小而增大;在类液区,流动特性的主要影响因素是速度梯度,此时换热系数随倾斜角的变化与类气区相反;螺旋角越大即螺旋程度越小,当流体倾斜向上流动时浮升力效应越为显著;当螺旋角为 0.70 rad时,最优倾斜角度为-45°,当螺旋角为0.94 rad时,最优倾斜角为45°。     

镍基合金管中CO_2工质700℃超临界传热特性实验研究

研究了超临界压力下CO_2在管径d分别为15mm和10mm的镍基合金水平圆管内的对流换热特性,并探讨了在700℃左右等壁温条件下工质的压力、温度和质量流量等参数对对流换热系数的影响.结果表明:压力和质量流量的增大均能明显提高对流换热系数,压力达到8 MPa时,617管和321管对流换热系数的峰值分别为174.2W/(m2·K)和166.6W/(m2·K);通过比较实验值与计算值发现,经典关联式的计算值误差较大;新拟合关联式的计算值有明显改进,误差小于12%.     

超临界CO2螺旋槽管内冷却换热特性的数值模拟及实验研究

为了研究超临界CO₂螺旋槽管内的流动换热特性,本文首先在入口温度323.15 K、入口压力8.0 MPa、入口雷诺数35 000、总热量4 200 W的条件下对不同结构参数的螺旋槽管进行了数值计算,分析了各参数对换热系数及流动过程的影响,并根据换热评价因子,得到了最优螺旋槽管结构（管槽半径r₁为6.5 mm,管槽圆角r₂半径为2.0 mm,管槽槽深e₁为5.5 mm,套管间距e₂为1.0 mm,螺旋角w为0.70 rad）。在此基础上,实验研究了不同压力、不同入口雷诺数对换热系数的影响,得出其影响机理。分析换热系数的影响因素,并结合数值计算和实验数据,建立了超临界CO₂螺旋槽管内冷却换热关联式,并对实验数据进行了预测计算。结果表明,预测值与实验值的平均绝对值偏差为11.65%,最大绝对值偏差不超过25%,证明了其具有较好的准确性。     

超临界CO2水平细微管内层流流动与换热的数值模拟

对超临界CO2在水平细微管内层流流动与换热进行了数值模拟.给出了冷却和加热条件下,细微管(d＜1.0 mm)内有代表性的速度、温度剖面,以及Nusselt数随流体温度的变化.研究表明超临界CO2在水平细微管内层流流动时,由于流体热物性随温度剧烈变化,浮升力的影响非常显著,加强了管内换热;且由于流体强变物性特点,只要流体和壁面存在温差,速度及无量纲温度分布就不断变化,充分发展流不可能达到.研究结果对超临界CO2高效紧凑式换热器的设计与优化有重要的意义.     

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。     

超临界CO2/R41混合工质在螺旋槽管内冷却流动传热特性的数值研究

为降低超临界CO₂的工作压力并强化传热,在恒热流冷却工况下对螺旋槽管内超临界状态下CO₂和CO₂/R41混合工质的流动传热过程进行了数值模拟,分析了热流密度、质量流速和倾斜角度等因素对流动传热过程的影响。结果表明：相较于超临界CO₂,超临界CO₂/R41混合工质在临界压力差更大的情况下,其最大传热系数提高了7.7%,且传热系数衰减幅度更小;螺旋槽管在高温区的传热系数相较于低温区有明显提升,且热流密度越大,传热系数越大;受浮升力影响,倾斜角度小于0°时传热系数较大,倾斜角度在45°～90°时会发生传热恶化,且倾斜角度为-45°～45°时凹槽处会形成涡旋。     

用于太阳能超临界CO2布雷顿循环的流态化颗粒换热试验与模拟

搭建30 kW浅层多级流态化颗粒换热试验台,在约1.5倍临界流化速度、换热器采用直管管束逆流形式布置时颗粒侧换热系数可达590～860 W/(m2·K).采用双欧拉流体模型对流化床内水平埋管管束换热进行数值模拟,模拟结果与试验结果偏差在10％以内.利用析因设计与线性回归模型研究颗粒粒径、颗粒导热系数和流化气体速度对流态...     

不同倾角条件下非均匀热流对超临界二氧化碳对流换热的影响

为了探究超临界二氧化碳（SCO2）对流换热的影响因素,在考虑了管道倾角和钢管壁厚引起热流密度不均的情况下,针对SCO2在上、下半周不同热流密度条件、管道放置倾角、质量流量以及压力值时的换热情况进行了研究。模拟计算中金属管外径16 mm、内径12 mm、长度1 500 mm;外壁面热流密度为425.6 kW/m2;管内出口压力工况参数分别为7.6,8.5和9.5 MPa;质量流量分别为101.788,76.341和50.894 kg/s;管道倾角分别为0°（水平）,30°,45°,60°和90°（垂直）。结果表明：在均匀加热条件下,由于钢管导热的影响使钢管内壁上半周的热流密度低于下半周;随着倾角的增大,二次流动能降低,上半周的热流密度逐渐接近下半周,同时,下半周的换热系数减小,上半周的换热系数增大。在非均匀加热条件下,沿着流动方向,初始阶段上半周的换热系数高于下半周的换热系数,随着流体温度增加,这种现象会发生逆转。因为当质量流量和压力增加时,上、下半周的换热系数均会增加,并且可以降低管道内壁面峰值温度。而不同加热方式下,上、下半周的温差与二次流动能有关。     

船用增压锅炉的炉膛对流传热计算

由于增压锅炉燃烧压力的提高,强化了对流传热,如果仍按常压燃烧锅炉炉膛热力计算,忽略对流传热,将直接影响增压锅炉炉膛热力计算的准确性。文中对增压锅炉与常压燃烧锅炉炉膛特性参数进行了比较,对前苏联增压锅炉的试验数据进行了分析探讨,指出了增压锅炉炉膛对流传热的影响因素。同时提出增压锅炉炉膛传热计算应将辐射与对流传热分开计算,给出了适用于增压锅炉炉膛对流传热的计算公式,并进行了实例计算分析,与前苏联增压锅炉试验的计算数据结果相近。对于完善增压锅炉的炉膛热力计算具有一定的理论和实际指导意义。     

水平放置离散矩形直翅片强制对流的传热研究

实验了不同空气流速时水平放置离散矩形直翅片组的稳态传热着重探讨了翅片列间距对翅片组散热性能和阻力损失的影响,用离散翅片的长度作为定性尺寸,得到了计算直线排列的离散翅片组平均对流传热系数的无量纲传热准数关系式     

电站锅炉高温对流受热面管壁温度的校核算法

提出了一种计算高温对流受热面管壁最高温度的校核算法，该方法基于局部能量和质量平衡的热力约束条件，与以往算法的主要区别是具有可校验性，因此计算结果更接近实际情况。文中叙述了该算法的原理，并以一实例说明其计算步骤，对计算的结果进行了讨论。该算法对改进高温对流受热面的壁温设计方法以及运行中壁温监测具有重要的实际价值。图3表3参5     

Conjugate Heat Transfer for Free Convection along a Vertical Plate Fin

<正>In this study,a new and effective improved Semi-Analytic and Semi-Empirical formula f(Pr)= (0.749999437Pr~(1/2))/((0.609+1.221Pr~(1/2)+1.238Pr)~(1/4))has been proposed to solve a conjugate problem with free convection in the incompressible laminar boundary layer flow and heat conduction in a solid wall for the flow passing a flat plate fin. A combination of flat-plate flow and flat-plate fin heat conduction has been considered in the present study.Finite -difference solutions for the interface temperature profiles and the heat transfer rates have been presented over the entire thermo-fluid-dynamic field for Prandtl numbers from 0.001 to 10000.First,the similar flow field has been solved by the Runge-Kutta method and the shooting methods,then the correlation equation of the local heat transfer coefficient have been obtained.Finally,the empirical formula has been substituted into the fin temperature heat conduction calculation processes to obtain the iterative solutions of the conjugate problems.     

流化床气固传热特性的实验研究

通过对汉化床气固传热特性的简单分析,依据稳态工况活动段区气体温度分布求取了有效传热系统。实验结果和传统经验式数值吻合,从而论证了气固传热特性分析的合理性及计算流化床气固有效传热系数的可行性,为研究流化床气固传热特性的提供参考。     

微细圆管内CO2两相沸腾换热实验研究

本文对CO_2在水平微细管内流动沸腾特性进行实验研究。实验结果表明:热流密度增加对强化核态沸腾换热和高干度区域流型转变具有显著影响,随着热流密度的增加换热系数增加,对摩擦压降影响很小;质量流率对于换热系数的影响较小,但随着质量流率的增加摩擦压降大幅增加,质量流率的大小直接决定了换热过程所经历流态;饱和温度升高换热系数相应升高,摩擦压降减小,且对流态转变特性有重要影响。在同样工况下摩擦压降最大值先于换热系数最大值出现,理论分析采用的流态形式与实际CO_2管内流动流动沸腾换热流态基本一致。     

混合气体管内对流凝结传热研究

研究了混合气体在垂直圆管内的对流凝结传热。利用修正的膜模型与Nusselt凝结理论建立了换热数学模型，预测了壁面温度对膜厚度和界面温度的影响，计算了凝结液膜厚度，并与报相热阻法进行比较，研究结果表明该模型更接近实验果，提出了混合气体对流凝结换热与Nusselt凝结的不同。     

垂直内螺纹管内超临界水的二次流特性

运用计算流体力学方法,采用SSG雷诺应力模型对高温条件下垂直内螺纹管中超临界水的二次流特性进行了研究。研究发现:内螺纹的导流作用在垂直于主流的方向产生了很强的二次流场,主流焓的变化对二次流场的基本结构影响很小。内螺纹管周向和径向上的传热系数分布不均,超临界水在螺纹顶部区域的传热效果远好于螺纹底部。在螺纹顶部表面形成的单个旋涡产生一个压力相对较低的区域,传热增强。在大比热区,由于流体热物性急剧变化,传热的不均性更加显著。螺纹底部壁面是内螺纹管周向传热的薄弱位置,其内部结构的优化应重点集中在该区域。