波浪形扰流元件对管翅式换热器传热及压降的影响

为了进一步提高管翅式换热器在气体侧的传热性能,在矩形扰流元件对管翅式换热器强化传热以及压降影响的基础上,对特殊的波浪形扰流元件案例进行了数值分析。对比分析了1 000～1 400雷诺数范围内,矩形、上波浪形和下波浪形扰流元件以及无扰流元件案例对气体侧的传热特性以及压降的影响。结果表明:管翅式换热器的传热性能受扰流元件形状的影响较大,且在相同雷诺数下,采用下波浪形扰流元件可以显著增强气体侧的传热性能,同时又使得气体在流动过程中具有相对适中的压降。     

高Pr数流体在三维内肋管中临界雷诺数研究

采用正交试验设计方法,以未使用过的润滑油为工质,对高Pr数流体在肋叉排列三维内肋管中的流动特性进行了试验研究.结果表明:采用肋叉排列的三维内肋管可使高Pr数流体在较低的雷诺数下实现从层流向湍流的转变,其临界雷诺数Recr范围为100～200.在工程应用中,采用三维内肋管进行高黏度流体换热,容易使流动处于换热系数较高的湍流区获得明显的强化换热效果.用最小二乘法对试验数据进行多元线性回归,得到了肋叉排列的三维内肋管肋形结构对流态转变的临界雷诺数的准则方程式,为后续的分区强化传热提供参考.     

矩形微通道中流动阻力特性的实验研究

以蒸馏水作为工质,实验研究了水力直径为107.76~199.07m矩形紫铜微通道内的流动特性.实验中的紫铜微通道是由晶体生长法直接生长密封而成,有别于以往相关实验中刻蚀或微机加工所形成的微通道,避免了传统微通道加工方法所引入的误差,从而确保了微观尺寸的测量精度.实验测量了Reynolds数在70到1400之间摩擦阻力系数.实验结果表明:当Re数小于300时,在实验误差内,摩擦系数的值近似等于经典理论计算值;随着Re数的增大,的值大于理论值,这可能是由微通道内部壁面粗糙度效应所导致的.     

窄环形流道流体阻力与传热特性的研究

以蒸馏水为实验工质,用紫铜管对间隙为0.540～2.685 mm和间隙为0.540 mm的窄环形流道的流体分别进行了阻力和传热特性的实验研究。结果表明：窄环形通道内流体流动出现了从层流向湍流过渡提前的现象,且转捩雷诺数随着窄环隙尺寸的减小而降低。当Re〉750时,窄环形流道能够加强传热效果;而当Re〈750时,出现传热恶化现象,窄环形通道的传热系数小于理论计算的传热系数。     

错列双圆柱的脉动升力特性及其流场机理

受到上游圆柱尾流作用,下游圆柱在小风向角下易发生尾流激振现象,脉动升力与尾流激振联系紧密,但以往针对脉动升力特性的研究较少,其流场作用机理尚未澄清.针对间距比为P/D=1.5~4的错列双圆柱,采用大涡模拟方法,在高亚临界雷诺数下(Re=1.4×10⁵),重点研究小风向角下（β=0°~30°）圆柱的脉动升力和流场结构之间的内在关系,基于流场特征讨论了上、下游圆柱之间的干扰机理.研究结果表明:在小风向角范围内,上、下游圆柱的脉动升力和流场特性变化剧烈,双圆柱会经历尾流干扰、剪切层干扰、邻近干扰、旋涡撞击及涡的相互作用五种干扰流态;在尾流干扰以及剪切层干扰流态下,下游圆柱的脉动升力远小于单圆柱;在邻近干扰流态下,上、下游圆柱相互间干扰较弱,下游圆柱的脉动升力接近于单圆柱;而在旋涡撞击流态和涡的相互作用流态下,下游圆柱的脉动升力则大于单圆柱,上游圆柱的尾流旋涡对下游圆柱的撞击或者与下游圆柱旋涡的相互作用会导致下游圆柱的脉动升力急剧增加.     

城市原生污水冷热源圆管紊流换热特性

城市原生污水是一种可再生性清洁能源,流动换热特性是其作为冷热源应用的关键性问题.将污水视为均质单项非牛顿幂律流,分析圆管速度、温度分布,为推导污水流动换热准则关联式,定义非牛顿流的特征黏度、特征雷诺数、广义普朗特数,基于紊流边界层三模式结构,得到换热准则关联式,对比理论与实验曲线.以特征雷诺准则、广义普朗特表示的努谢尔特数具有普遍意义,理论与实验曲线吻合.     

γ-Re_θ转捩模型在风力机翼型数值计算中的应用

很多湍流模型忽略了层流区域的存在,但实际流动在翼型某位置处开始转捩,此时模型显然偏离实质,计算结果精度较低。因此加入γ-Reθ转捩模型,将转捩动量厚度雷诺数Reθ作为经验关联函数来控制边界层内间歇因子γ的生成,再通过间歇因子来控制湍动能产生项,使湍流模型在层流区域失效。首先为了验证数值计算的准确性,采用上述方法针对风力机翼型A2121,在高雷诺数4×106下对几种典型攻角的气动性能进行计算,对比普通全湍流模型、湍流转捩模型和风洞试验的计算结果,发现湍流转捩模型结果更精确。之后在更大攻角范围-10.14°~25.09°内,采用此转捩模型数值方法进行气动仿真,发现其总体计算结果与风洞试验实验数据较吻合,验证了此数值方法的正确性和有效性。     

关于4常数Maxwell—Oldroyd模型非牛顿流体的减阻分析

本文作者研究了4常数Maxwell-Oldroyd流体边界层流动,给出了非牛顿流体边界内速度分布,边界层厚度,摩阻系数与雷诺数等参数之间的关系。     

Numerical simulation of particle deposition in obstructive human airways

To investigate airflow pattern and its impact on particle deposition, finite-volume based computational fluid dynamics (CFD) simulations were conducted in the diseased triple-bifurcation airways. Computations were carried out for twenty Reynolds numbers ranging from 100 to 2 000 in the step of 100. Particles in the size range of 1–10 μm were conducted. Two particle deposition mechanisms (gravitational sedimentation and inertial impaction) were considered. The results indicate that there are strong relationship between airflow structures and particle deposition patterns. Deposition efficiency is different for different particles in the whole range of the respiratory rates. Particles in different sizes can deposit at different sites. Smaller particles can be uniformly deposited at the inside wall of the considered model. Larger particles can be mainly deposited in the proximal bifurcations. Deposition fraction varies a lot for different inlet Reynolds numbers. For lower Reynolds numbers, deposition fraction is relatively small and varies a little with varying the diameters. For higher Reynolds numbers, there is a most efficient diameter for each Reynolds number to target the aerosols at the specific site.     

坡面流侵蚀规律的初步研究

通过定床阻力试验,从水力学原理出发,对不同坡度的不同介质床面侵蚀性坡面流试验数据进行分析,初步研究了侵蚀性坡面流流态,得出阻力系数f与雷诺数Re的变化规律,并对他们之间的关系进行分析研究,认为水槽粗糙度对阻力系数存在的显著影响．