基于相变材料的储热器及其传热强化研究进展北大核心CSCD

相变储热是具有广阔应用前景的储能技术之一,具有储热密度大、相变温度稳定等优点,但相变材料的热导率低制约了相变储热技术的发展。提升相变材料的热导率和储热器件的传热速率是有效的解决途径。针对相变材料热导率强化研究进展有大量综述,而对于储热器件层面的传热强化的总结较少,本文回顾了近10年国内外在储热器及其传热强化研究方面的进展。为适应不同应用需求,不同类型的相变储热器应运而生,根据储热器的工作模式和结构可以分为管壳式、填充床式、板式、热管式4类,本文系统地介绍了4类储热器的工作原理、优缺点以及强化传热研究,主要比较了结构优化后的储热器与传统储热器的传热速率和储/放热性能,结果指出对储热器的内部结构进行改进及拓展外部结构等方法能有效增加储热容量和储/放热速率,对于提高系统相变储热能力具有积极作用,分析表明后续的研究应该明晰储热器内部多相耦合传热机制,增强储热器对动态工况适应能力,拓宽应用范围。     

飞秒激光精修面齿轮的扫描烧蚀特征控制

基于飞秒激光精修面齿轮时的能量累积效应,建立了光子-电子-晶格系统间耦合作用的三温传热模型,提出一种确定飞秒激光烧蚀齿面扫描路径间扫描间距的方法。仿真得出,能量密度为6.47 J/cm2时,平衡温度3200 K超过材料的熔化温度,热累积效应明显。根据不同的扫描间距计算激光累积强度,以控制凹坑烧蚀深度和轮廓。实验结果显示,能量密度为6.47 J/cm2时,随着扫描间距的减小,激光累积强度增大,齿面的烧蚀深度线性增大;扫描间距为25 μm时的齿轮表面加工质量良好。     

膜加湿器热质交换过程的理论分析

膜加湿器是保证质子交换膜燃料电池(PEMFC)正常高效运行的重要组成部分.以燃料电池的板式膜加湿器为研究对象,根据热质交换原理对膜加湿器的传热传质过程进行了理论计算,分析了空气质量流量、膜内加湿侧进口温度和膜内加湿侧进口湿度对传热传质过程的影响.在传热方面:当空气质量流量不同时,随着膜内加湿侧进口温度的变化,膜内的热流量变化趋势不一致;当膜内加湿侧进口相对湿度为95%时,随着空气质量流量的变化,膜内热流量变化不大.在传质方面:当加湿侧进口相对湿度不变时,膜中水传输速率随着空气质量流量的增大而减小;当空气质量流量不变时,膜中水传输速率随着加湿侧进口相对湿度的增大而增大.     

熔盐单罐双盘管释热换热器布置方式优选

为了获得单罐内盘管换热器最佳的布置方式,利用数值计算的方法研究相同换热器面积不同盘管换热器布置方式对单罐蓄热系统释热性能的影响规律。结果表明,叉排双螺旋盘管换热器的释热性能优于单排盘管换热器,且内盘管高外盘管低（hi=90 mm,ho=174 mm）的布置方式换热器其释热功率、出口温度以及累计释热量最大。     

燃气涡轮篦齿叶顶流动传热特性的数值研究

以GE-E3型第一级叶栅为研究对象开展数值研究,基于高压涡轮常规凹槽叶顶提出新型叶顶结构。通过求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)和标准k-ω湍流模型研究了篦齿结构和布局对叶顶流动传热特性的影响。数值预测的平叶顶的流场分布与实验数据吻合良好,验证了数值方法的可靠性。研究结果表明:篦齿叶顶可以有效降低中弦处的叶顶泄漏损失,篦齿形状对泄漏强度影响较小。此外,篦齿叶顶显著降低叶顶平均传热系数和热负荷,相比常规凹槽叶顶,前缘斜篦齿叶顶的平均传热系数降低了22.39%。在研究的新型叶顶结构中,倒梯形篦齿叶顶(I-TIP)具有最低的叶顶平均传热系数,梯形篦齿叶顶(T-TIP)具有最低的叶顶热流量,前缘斜篦齿叶顶具有最佳的气热性能。在叶顶凹槽前缘布置篦齿结构可有效降低叶顶换热系数。     

锂热管开发及水平状态下启动特性试验研究

为了对锂热管运行特性进行研究,文中在常规高温热管制造工艺基础上,开发出了可以在超高温条件下工作的锂热管.文中开发的锂热管为圆柱状结构,充液质量为27.0 g,管壳及上下端盖材料均为Nb-1Zr,采用4层75μm钼丝网作为吸液芯.以开发的锂热管为试验对象,开展了锂热管相关启动特性的试验研究.通过对不同时刻下锂热管轴向温度...     

铝合金挤压铸造过程界面的传热行为

通过测量挤压铸造过程的温度变化,采用基于非线性估算法的热传导有限元反算模型,求解不同挤压力下的界面传热系数(IHTC)。利用铸件中心模拟温度与测量温度验证模型的准确性;结合铸件表面和中心测温点温度变化讨论重力条件和挤压力条件下界面传热系数的变化规律,发现挤压力有效地增加了界面传热系数的峰值和稳定值。探讨挤压力对界面气隙的影响,对于ZL101A铝合金直接挤压铸造过程,MPa挤压力具有较好的挤压效果。     

垂直管内三相流化床沸腾传热特性

研究了三相流化床沸腾传热的特性和影响传热系数的诸因素。在传热过程中，由于固体粒子的存在，强化了传热。以玻璃球粒子为固相的三相流化床沸腾传热系数，是相同条件下汽液两相流沸腾传热的二倍。以铜粒子为固相的三相流化床沸腾传热系数，是相同条件下汽液两相流沸腾传热系数的３倍。     

多管式换热器的研究及工业应用分析

多管式换热器是一种较为新型的高效换热器，目前对于这种换热器的研究较少，其传热性能的研究也鲜见报道。对多管式换热器做了初步的研究，并以实际工业装置工况为例，采用管壳式、多管换热器和翅片管多管式作为换热器设计的三种方案，利用HTRI软件进行模拟，比较出三个方案在传热和经济方面的性能差异，分析多管式换热器在工业应用中优势，为研究和推广这种新型的换热器提供有价值的参考依据。     

谱配置法研究导热系数为温度函数的对流-辐射肋片的效率

提出采用谱配置法求解导热系数随温度变化的对流-辐射肋片中的温度分布。在求解过程中,空间微分项采用Chebyshev多项式展开,空间上的温度分布采用谱配置法离散,将原本复杂的微分形式的能量守恒方程转化为矩阵形式的代数方程。能量守恒方程中存在两个非线性项,一项是由导热系数随温度变化而产生的,另一项是由肋片表面热辐射产生的;采用一种局部线性化的方法来降低能量守恒方程的非线性。谱配置法具有指数收敛速度,对于当前算例即使采用很小的计算节点也能获得较好的计算精度,通过谱配置法的计算结果与文献中结果相比较,发现谱配置法求解导热系数随温度变化的对流-辐射肋片问题是准确、有效的。最后,分析了一些量纲为1的参数,如导热系数变化率、对流-导热耦合参数、辐射-导热耦合参数对肋效率的影响规律。