三种翅管式换热器传热与阻力特性的试验研究

为考察大管径下不同翅片形式对空气侧强化传热的影响,对6排平直,开缝、纵向涡翅片管换热器空气侧的传热及阻力性能进行了试验研究,发现开缝翅片的传热性能高于纵向涡翅片和平直翅片,但相应阻力也增加,在试验的Re数范围内整理出了传热和阻力的关联式,并分别在相同质量流量、相同压降和相同泵功三种准则下对三种换热器进行了传热与阻力的综合比较,结果表明开缝翅片综合性能高于平直翅片和纵向涡翅片.     

窄隙通道内纵向涡作用下汽泡行为可视化研究

当流体流过纵向涡发生器时,会在纵向涡发生器后产生沿纵向移动的涡旋,这些纵向涡的强烈运动,促进了主流区与传热壁面附近的流体搅混,削薄或破坏边界层,实现了强化传热。在窄间隙矩形通道内的加热板上布置矩形块的纵向涡发生器,通过正面450 mm×40 mm和侧面3 mm宽的石英玻璃可视窗内对纵向涡作用下的汽泡行为进行了可视化研究。通过分析纵向涡对单个汽泡、多个汽泡和汽泡演化作用特性的影响,表明纵向涡对汽泡产生了强烈的扰动作用,抑制了汽泡在加热板上的长大和聚集,加强了近壁区热流体和流道中央区冷流体之间质量、动量和能量的交换,对加热板表面的热边界层起到破坏和削薄作用,从而使汽液二相工况下的传热明显强化。由于纵向涡发生器作用距离远、结构简单,对平面或近似平面的窄间隙换热结构,具有良好的应用前景。     

两种渐扩渐缩通道内周期性充分发展层流流动的研究

本文在适体坐标系下计算了两种渐扩渐缩通道（线型通道及波纹型通道，内水的周期性充分发展流动。利用微分法和成适体坐标，选择速度逆变分量作求解变量，利用控制容积积分法得出适体坐标下的离散方程，将计算区域向两端延伸，通过两端对应位置相关量反复迭代实现周期性边界条件，算例的计算结果同理论符合良好，对于线型渐扩渐缩通道，计算结果表明，在相同的雷诺数下，随着通道倾角的增大，流动的阻力系数随着增大，当两种通道的进口高度与横截面积相同性，在相同的入口质量流量下，波纹型通道的阻力系数大于线型通道的阻力系数。     

板坯连铸二冷表面传热系数预测与仿真软件

针对实验室求解表面传热系数以正确制订板坯连铸机二冷区喷水制度的需求，开发了使用修正的直接法求解一维非稳态导热反问题的软件。经校验，软件求解精度高，界面新颖，功能完善，鲁棒性能良好，避免了计算结果的大幅振荡，实用性强且能应用于其他相关领域。     

AGTB叶型前缘气膜冷却效果的数值模拟研究

以AGTB叶型为对象,对文献中获取换热系数的两种计算方法进行了对比研究,结果表明维持主流和射流温度一致的等温法不能很好地反映气膜冷却流动中的传热现象,而主流和射流有温差的非等温法使得传热现象和流动现象都得到了很好的反映,且更接近实际物理问题.而后以实际发动机中的AGTB叶型为研究对象,将开槽气膜冷却孔结构应用于该叶片,...     

流体微通道浸泡蚀刻技术实验

微细加工技术是伴随着微制造的出现而产生的一类新型现代化制造技术,它实现了微小尺度范围内的机械加工和装配。化学蚀刻技术是微细加工技术主要的加工方法之一,包括浸泡、鼓泡、喷淋等方法,其中浸泡式蚀刻方法相对来说设备简单、操作方便、节约成本。本文采用单因素浸泡式方法对不锈钢板蚀刻进行了实验研究,研究了蚀刻时间、蚀刻液组分浓度及温度等因素对化学蚀刻质量的影响。结果表明,蚀刻液中FeCl₃浓度、H₃PO₄浓度、温度等对蚀刻速度、蚀刻均匀性、侧蚀及粗糙度有较大的影响。研究结果对流体微细通道的制造提供了初步工艺参数。     

不同叶顶结构对燃气透平动叶顶部气膜冷却性能的影响

对不同叶顶结构的GE-E3叶片的气膜冷却现象进行了数值研究,比较了三种不同的叶顶结构：平顶、凹槽顶和平顶开槽孔结构在叶顶部的流动和冷却现象,并分析了吹风比对这三种结构的冷却性能的影响。发现凹槽顶和平顶开槽孔在结构上具有相似性;在叶顶开槽后,既降低了射流动量,又降低了顶端泄漏流速,有助于提高冷却效果,同时由于凹槽顶的槽比开槽孔的槽大,冷却气体和燃气在槽内充分混合,使得凹槽顶结构具有最高的冷却效率值和最低的换热系数值,平顶开槽孔结构次之。     

窄间隙矩形通道间隙厚度对传热强化影响研究

根据窄间隙矩形通道的流道结构特点，参考圆管环状流临界热流密度（CHF）预测解析模型，得到了可以预测间隙厚度不小于0．5mm的窄间隙矩形通道内发生沸腾两相流环状流时的CHF解析模型。计算表明，当窄间隙矩形通道的进口截面宽度与间隙厚度比为25～85时，通道内的CHF值强化比较明显。根据汽-液两相介质的特点，推导出了在沸腾两相流系统中发生CHF时的传热强化判定准则。分析计算表明，这个判定准则是合理的，传热强化较好的进口截面宽度与间隙厚度比为45～75。综合两者的计算结果，窄间隙矩形通道内传热强化的参考进口截面宽度与间隙厚度比为45～75。     

波纹内翅片管内空气强化传热特性的研究

研究了一种波纹内翅片管的换热特性，得出了所测参数范围内沿程温度及换热系数分布特点，并比较了相同管径的内翅片波纹管和光管的综合换热效果，结果表明：高Re数时管子与翅片间的接触热阻对传热性能有较大影响；波纹内翅片管的综合换热效果强于光管，而且在低流速下换热强化效果更加明显。     

管内强化传热性能的熵产分析与性能评价

通过热力学第一、第二定律,对管内对流换热综合性能进行熵产分析和评价.建立了一种基于流动与传热过程熵增原理的统一分析方法,在等壁温边界条件下进行熵产分析.并以文献中内翅片管的强化传热作为应用,分别对相同流量、泵功、压降在等热负荷限制下进行强化传热性能评价.结果表明：对于给定的管道,量纲1熵产数只与流动Reynolds数和进口与壁面的温度差有关.利用该分析方法不仅可通过参数分析获得几种强化方式的能量综合利用效果,还可确定合理的流动工况参数、结构参数和合理的强化形式.