水平圆管内超临界甲烷非均匀流场的对流传热特性

为了揭示超临界甲烷热交换器的对流传热机理,建立了求解固体壁面导热和超临界甲烷对流传热耦合模型,分析了水平圆管内超临界甲烷非均匀流场的对流传热特性.结果表明:超临界甲烷受热过程中,Re随着主流体温度升高而单调增加,Pr出现了波峰和波谷双极值;受浮升力和重力的双重作用,圆管截面上超临界甲烷各项热物性均呈现"扭曲"和"分层"...     

几何因素对U型管内超临界甲烷流动换热影响

超临界甲烷换热器广泛存在于工程实际中,由于超临界甲烷在拟临界温度附近物性变化剧烈,使得其流动与传热规律十分特殊而复杂.基于计算流体动力学(compautational fluid dynamics,CFD)原理,采用有限体积法对超临界甲烷湍流流动与传热特性进行数值模拟,在验证模型可靠性的基础上,分析了弯管曲率半径、U型...     

SCV耦合传热特性实验研究与数值模拟

浸没燃烧式汽化器（SCV）是液化天然气（LNG）接收站中一种必不可少的换热设备,主要通过水浴系统作为中间介质实现烟气与LNG之间的热量传递。搭建一套完整的SCV流动换热实验平台,对其内部复杂的传热特性进行研究。可视化实验结果揭示了汽化器内部一些独特的流体动力学现象（局部水浴结冰等）,同时通过建立的气液两相混合物与跨临界LNG耦合传热计算模型得到了换热管束内外局部流体温度和局部传热系数分布曲线,并分析了LNG进口压力、LNG入口速度、初始水位高度以及烟气进气量对NG出口温度和水浴温度的影响规律。研究成果能够为SCV国产化设计提供重要参考。     

SCV蛇形换热管内超临界LNG传热特性数值模拟

LNG沉浸式汽化器在液化天然气接收站应用广泛,管内超临界LNG的传热特性对SCV运行有重要影响,为此,建立了单根蛇形换热管内LNG流动传热过程的数值计算模型。分析了管程压力、热通量、入口速度及物性变化对管内流体温度与局部传热系数的影响规律。计算结果表明,局部传热系数沿流动方向呈先增大后减小的趋势,并在准临界点附近达到峰值;由于二次流现象,传热系数在弯管处发生突变。在操作压力范围内,压力越大,局部传热系数峰值越小;热通量越大,局部传热系数峰值越早出现,峰值过后系数下降越快,出现传热恶化现象;而入口速度越大,局部传热系数越大,其峰值出现位置越靠后。该数值模拟结果可为LNG沉浸式汽化器的设计提供参考。     

微通道内超临界氮气三维热流场实验与数值模拟

利用实验与数值模拟相结合的方法研究了超临界氮气（SCN₂）三维热流场特性,在用实验数据验证数值方法可靠性基础上,分析了压力（3.6~7 MPa）和质量流速［800~1200 kg/（m²?s）］对SCN₂对流传热特性的影响,揭示了微通道圆管不同圆周方向上SCN₂热流场规律。结果表明：在低压力和高质量流速下,同一轴向位置处,径向内壁温最大值出现在圆管90°处;质量流速越大,内壁温最大值和对流传热系数最小值由圆管180°向90°处发生了转移;当浮升力系数Gr*/Re²>1时,浮升力有利于强化圆管底部区域流体传热能力;基于获得的数据,提出了一个新的适合预测微通道圆管内SCN₂对流传热特性的无量纲换热关联式,预测误差小于20%。研究结果为微通道换热器优化设计提供了参考。     

基于Fluent流固耦合的电机控制器功率器件结温仿真分析

绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块是电机控制器的核心部件,在工程应用中,常由于结温过高导致器件损毁,对控制器的可靠性影响重大。为探究IGBT模块内部的温度场分布,文章进行了损耗建模,并通过Fluent软件进行了结温估算。在控制器额定工况下,IGBT芯片最高结温约为113℃,IGBT与二极管芯片最高温度差接近10℃。同时分析了冷却液流速变化对电机控制器散热性能的影响,根据芯片最高温度及进出口压降,确定冷却液流速在1～2 m/s范围内为最佳区间,为电机控制器的散热性能设计提供参考依据。     

扩散焊温度对GH4169内部流道的影响规律研究

采用真空扩散焊技术对GH4169高温合金进行焊接,研究扩散焊温度对于扩散焊连接强度和内部流道变形的影响规律。结果表明：GH4169在16 MPa下直接扩散连接,扩散焊温度区间为1100～1150℃,扩散焊接头强度可达母材的85%以上;流道进口处的收缩量明显大于内部流道,且沿扩散焊方向,流道收缩量由内部向两侧逐渐变大。     

沉浸式汽化器壳程流体传热实验与数值模拟

沉浸式汽化器广泛应用于LNG接收站调峰系统,其中壳程水浴流动传热特性是影响汽化器换热效率的关键因素。为此,利用可视化实验研究与数值模拟两种手段研究了初始水位高度、烟气进气量和进气温度对水浴传热系数的影响规律。研究结果表明：壳程水浴能够吸收烟气携带的显热和水蒸汽冷凝释放的潜热,排烟温度与水浴平衡温度基本相当;水浴在大量换热气泡诱导作用下,通过围堰溢流形成的循环水流能有效冲刷管壁,减薄流动边界层,起到强化传热作用;初始水位高度和进气量匹配关系影响水浴溢流情况,溢流后水浴传热系数明显增加;燃料量和空气量配比情况影响烟气温度和水浴湍流动能,水浴湍流动能较小时,即使烟气进气温度增加水浴传热系数反而减小。本研究可以为沉浸式汽化器的设计提供参考。