燃烧室度壁冷却的性能预测与实验研究

在燃烧室流动条件下，对席壁冷却火焰筒的壁温分布及壁面热流等进行了预测，并用实验加以验证，结果表明，相对于原型火焰筒的分段气膜冷却，席壁冷却具有冷却均匀，壁温度，轴向壁温梯等显著优点。     

波纹环气膜冷却结构燃烧室壁温计算

本文用数值方法计算采用波纹环气膜冷却结构的燃烧室的壁温分布和热流分布。由于本文在壁温计算方法上做了较大的改进,计算出的壁温分布曲线与实测壁温分布曲线相当吻合。本文提出的数值计算方法和计算机程序可用于波纹环气膜冷却结构火焰筒的设计和验算,对于钻孔式气膜冷却结构或其它气膜冷却结构的火焰筒,只要对边界条件作出相应的修改,仍然可用。     

发散冷却火焰筒壁温的数值方法

本文提出一种计算发散冷却火焰筒壁面温度的数值方法和相应的计算机程序;通过计算,可求出火焰筒的轴向壁温分布和热流分布。     

计算火焰筒壁温的耦合迭代方法

本文提出一种计算气膜冷却火焰筒壁温的数值方法：对流－导热－办事员射耦合迭代计算方法。文中采用钻孔式气膜冷却的WP－7乙火焰简为例，做了壁面温度的计算，计算也的壁温与示温漆示出的壁温符合良好。     

高炉冷却壁热应力计算与研究

对第三代冷却壁和第四代冷却壁热面最大热应力进行了定量计算．结果表明，第四代冷却壁热面热应力稍大于第三代冷却壁的热应力．可以对冷却壁分段镶砖以降低第四代冷却壁热应力．     

高准确度冷却校正公式及其应用

针对普遍使用的恒温式和静态式氧弹热量计，提出了同步检测内外筒温度的发热量测定方法．对内外筒温度曲线进行积分处理，推导出了冷却校正理论公式．利用试验边界条件和采用数值积分的梯形法则，进一步推导出了实用的高准确度冷却校正公式．以高准确度冷却校正公式为理论依据，采用同步检测内外筒温度方法，研制出了双温智能发热量测控仪     

太阳照射下吸附床内部温度的数值模拟

为了研究在太阳照射下不同时刻吸附床内部温度的变化情况以及不同冷却条件对吸附床温度场的影响,在充分了解太阳辐射强度变化规律的基础上,建立了真空管吸附床的二维导热模型,并采用FLUENT软件对恒壁温冷却和空气自然对流冷却2种边界条件下吸附床内部的温度变化进行数值模拟研究,观察其吸附床内部温度场分布.模拟结果表明:太阳照射下吸附床内部的温度分布明显是不均匀的;恒壁温冷却和空气自然对流冷却2种边界条件下吸附床内部达到的最大温度差值接近100℃.因此,可以得出恒壁温的冷却效果远比空气自然对流冷却的效果好;吸附床内温度的不均匀分布将不利于整个吸附床的吸附性能.     

马钢HT冷却壁解剖研究与破损机理

使用金相分析、电镜及能谱分析、化学分析和力性分析方法，对马钢3号高炉第四代炉役炉腹段HT冷却壁进行了解剖研究．提出了HT冷却壁的微观破损机制．     

包钢3~#高炉冷却壁破损分析及其应力场计算

包钢３＃高炉所用的冷却壁是性能优良的球墨铸铁ＱＴ４０－１８冷却壁,但使用效果并不理想．为了进一步搞清其原因,对冷却壁进行了破损分析,并结合分析结果,采用有限元法,作了应力场计算的工作．探讨了冷却壁短寿原因．     

高炉冷却壁热应力计算与研究

对第三代冷却壁和第四代冷却壁热面最大热应力进行了定量计算。结果表明，第四代冷却壁热面热应力稍大于第三冷却壁的预应力。可以对冷却壁分段镶砖以降低四代冷却壁热应力。     

气膜冷却式隔热屏壁温的数值计算方法

本文对气膜冷却式加力燃烧室隔热屏壁面温度计算方法进行了研究，给出了复杂边界条件下隔热屏二维稳态热传导模型．该计算模型考虑了壁面内纵向导热、射精段的径向导热、壁面材料的导热系数和冷却空气物性参数随温度变化等因素对垒温的影响．以具有代表性的ＳｐｅｙＭＫ－２０２发动机加力燃烧室隔热屏为例进行了计算，得到整个隔热屏壁面温度沿轴向的分布曲线．     

厚壁钢管热轧材冷却温度场的计算机模拟

通过对非稳态热传导过程的分析,依据传热学原理,建立了长厚壁钢管热轧后非稳态冷却温度场的数学模型,应用有限差分法得到长厚壁钢管节点温度的数值方程组.根据此方程组,用VC编制温度场模拟计算程序,实现计算机模拟,描绘了长厚壁钢管径向各节点冷却过程中的冷却曲线.     

壁面开槽尺寸及槽内填充物对测温精度和热流分布的影响

通过管壁对管道内流体等热流加热时,其内表面的温度一般通过在外表面开槽,再把热电偶嵌入,根据测得的温度利用傅立叶定律来确定。本文数值研究了壁面开槽的几何尺寸和槽内填充材料对壁温测定精度和对流换热面上的热流和温度分布的影响,发现：合适的填充材料和开槽几何尺寸对提高测量精度、改善对流换热面的热流分布十分重要,二者中任何一项选取不当都会引起不容忽视的测量误差,并使对流换热面上的热流分布与人们假设不完全符合。     

燃气轮机火焰筒双耳孔冷却特性的分析

为进一步提高燃烧室火焰筒的冷却性能,提出一种具有更高冷却性能的双耳孔型气膜冷却结构。采用数值模拟方法对比分析吹风比在0.67～2.01时,传统圆柱孔、扩散孔、收敛孔、双耳孔的流动传热和冷却特性。计算结果表明：与其他3种孔型相比,冷却壁面长径比在0～40时,双耳孔出口冷却气流在高温主流作用下形成的肾形涡对尺寸较小,强度较弱,对涡中心的间距较大,且冷却气流横向分布更广,壁面换热系数比更低,提高了气膜冷却性能。在吹风比为2.01时,与圆柱孔相比,扩散孔的流量系数提高了13.7%,展向换热系数比降低了1.5%;收敛孔的流量系数没有变化,展向换热系数比降低了2.7%;但双耳孔的流量系数却降低3.1%,展向换热系数比降低了11.25%。在吹风比为1.33时,与扩散孔和收敛孔相比,双耳孔的流量系数更低,在长径比小于40时,双耳孔的换热系数比最低,冷却效果最好。     

外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性模拟

为进一步揭示外掠管束间蒸发冷却传热传质及压降特性,综合考虑了管束壁面水膜的形成及湿空气-喷淋水间传质过程,采用DPM(Discrete phase model)与水膜耦合的欧拉-拉格朗日方法,建立了外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性分析模型。首先,采用文献实验数据验证了模型的可靠性,其误差在1%范围内;然后,采用模拟方法,研究了外掠管束间传热传质及压降沿竖直高度方向的变化特征。结果表明：由于湿空气焓差和饱和空气焓差的变化,导致传质系数沿盘管高度方向发生波动,但总体呈降低趋势;在同一工况下,湿空气焓差对传质系数的影响较大,传质系数的波动主要是湿空气焓变化造成的;外掠交错管束间喷淋水膜温度并非保持恒定不变,而是随盘管高度的降低而降低,即沿下落方向液膜温度逐渐降低;交错管束底部区域喷淋水蒸发量最大,沿盘管高度方向,喷淋水蒸发量降低;喷淋水发过程主要发生在管束表面及管束尾流区,通过在管束间增加挡板或者减小管间距,可以强化管束表面及尾流区流场扰流作用,增强喷淋水的蒸发冷却作用;交错管束间传热系数在换热盘管中间稳定区域变化较小,其受进气温度、喷淋水温度及相对湿度的影响较小;交错管束间压力...     

竖直光管及环隙流道内沸腾换热启动时的壁温变化规律

在常压下竖直光管和环隙流道内沸腾换热启动阶段的壁温变化规律进行了实验研究,结果表明,光管壁温变化可分为跃升和平稳上升两个阶段,环隙流道温变化经历跃升,各截面平均温度不变和快速上升三个阶段,而且壁温和流动均产生强烈波动,影响壁温波动规律的主要因素有：初始温度,热负荷,环隙宽度及壁面吸附的不凝性气体等。     

低倍率锅炉膜式水冷壁壁温分布的暂态分析

利用有限元分析的方法对低倍率锅炉膜式水冷壁管壁温度分布随传热工况的动态变化进行了分析,计算结果与热力试验结果符合较好．通过计算,确定了导致水冷壁管壁温波动的最根本原因是管内传热恶化．水冷壁壁温分布的暂态分析表明,单面受热水冷壁在管内发生传热恶化时,其向火侧管内外壁温差随时间的波动较小,而水冷壁周向温差则随向火侧外壁的壁温波动而剧烈波动     

冷端气库型脉管制冷机性能分析

针对脉管制冷机由于没有低温下的调相部件，制冷量和效率尚需进一步提高的问题,提出了在脉管冷端增加冷端气库的新型脉管调相结构,从而将脉管低温端压力和流量相位调到最佳.该气库与脉管冷端通过管壁小孔或惯性管连接，能进一步产生与压力波同相的质量流量分量，以增强脉管制冷机的制冷性能.基于线性模型的分析结果表明，冷端气库大幅度增加了脉管制冷机的制冷量.如果冷端气库与脉管体积比大于一定值，则制冷机效率也将得到显著提高.     

Development of an aero-thermal coupled through-flow method for cooled turbines

The influence of complicated interaction between the flow field and heat transfer in cooled turbines becomes more and more significant with the increasing turbine inlet temperature. However, classical through-flow methods did not take into account the influence of the interaction caused by air cooling. The aerodynamic design and cooling design of cooled turbines were carried out separately, and the iterations between the aerodynamic design and cooling design led to a long design period and raised the design cost. To shorten the design period and decrease the design cost, this paper proposes a concise aero-thermal coupled through-flow method for the design of cooled turbines, taking into account the influence of the complicated interaction between the flow field and heat transfer in cooled turbines. The governing equations, such as energy equation and continuity equation in classical through-flow method are re-derived theoretically by considering the historical influence of cooling with the same method that deals with viscous losses in this paper. A cooling model is developed in this method. The cooled blade is split into a number of heat transfer elements, and the heat transfer is studied element by element along both the span and the chord in detail. This paper applies the method in the design of a two-stage axial turbine, of which the first stator is cooled with convective cooling. With the prescribed blade temperature limitation and the knowledge of the flow variables of the mainstream at the turbine inlet, such as the total pressure, total temperature and mass flow rate, the convergence of the calculation is then obtained and the properties of the flow field, velocity triangles and coolant requirement are well predicted. The calculated results prove that the aero-thermal coupled through-flow method is a reliable tool for flow analysis and coolant requirement prediction in the design of cooled turbines.     

微管道内壁面轴向热流实验研究

以蒸馏水流过内径分别为168μm和399μm的不锈钢微管,研究了微管壁面温度分布和壁面轴向导热特征.依据微面热成像技术,用红外热像仪获得了恒定雷诺数和不同加热功率下微管壁面温度分布图.用一个简化的数学模型表示了壁面轴向导热和流体对流传热关系.实验和理论分析表明微管内壁面轴向导热量微小,与液体对流换热相比可以忽略.