骨架发热多孔介质方腔内非达西自然对流的数值研究

本文利用局部非热平衡模型,对骨架发热多孔介质方腔内的非达西自然对流进行了数值研究.方腔上下壁面绝热、左右壁面维持恒温T0.采用Brinkman-Darcy-Forchheimer模型来描述多孔介质内的流动,当有效导热系数比(0.001≤γ≤1.0)和无量纲容积换热系数(1.0≤H≤1000)在较宽的范围内变化时,计算研究了不同的有效导热系数比和无量纲容积换热系数对方腔内流动换热的影响.数值模拟结果表明:在有效导热系数比γ=1.0和无量纲容积换热系数H=1000时,局部热平衡模型是成立的;而对其他情形,必须采用局部非热平衡模型才能准确地预测出方腔内的流动换热特性.     

骨架发热多孔介质内单相水流动传热实验研究

针对骨架发热多孔介质内单相水流动阻力和传热特性开展了实验研究,拟合获得骨架发热多孔介质内热态流动阻力和对流换热关系式。实验参数范围是:雷诺数Re取127～394,表面热流密度12～62 kW/m2。实验结果表明:在本文研究的孔隙有效雷诺数范围内,惯性项阻力系数Rf受流动参数影响;基于骨架发热条件下获得的阻力关系式具有较好的扩展性,可以较好地预测骨架不发热条件下多种几何结构的多孔介质通道内单相水、单相蒸汽流动阻力;随着表面热流密度增大,对流换热系数不断降低;在相同热流密度条件下,随着质量流速的增大,对流换热系数也会随之增大。     

Characteristics and enhancement of heat transfer from heat-generating blocks mounted on back wall of a 3D cabinet to an ambient natural convective air stream

Abstract

In this study, the physical system under consideration is a three-dimensional (3D) cabinet with arrays of heat-generating blocks mounted on inner surface of back wall of the cabinet. The heat-generating blocks dissipate heat to the surrounding of cabinet through conjugate conduction and natural convection. Efforts are performed to investigate the cooling performance enhancement of the blocks by constructing circular air vents in walls and installing round fins onto back wall of the cabinet. Results show that the air vents and fins can significantly reduce the hot spot temperature of heat-generating blocks, and improve temperature uniformity of the blocks. The maximum reduction in hot spot temperature can be up to 26.2% for cases under investigation in this study.     

骨架发热多孔介质竖直通道内强制对流换热数值研究

采用局部非热平衡模型,在层流范围内对骨架发热多孔介质竖直通道内的非达西强制对流换热进行了数值研究.采用Forchheimer-Brinkman拓展Darcy模型描述多孔介质内的流动,详细研究了表观雷诺数Re(0.5≤Re≤50),有效导热系数比Γ(0.001≤Γ≤1.0)和Da(10-3≤Da≤10-5)变化对多孔介质流道内流动换热的影响.计算结果表明:Re、Γ和Da变化对流道内流动换热影响显著;当Re、Γ较小而Da较大时,多孔介质流道内局部非热平衡效应明显,必须采用局部非热平衡模型才能对流道内的对流换热特性进行合理准确的预测.     

轶纶聚酰亚胺和安芙丽纤维热学功能关键技术

介绍了轶纶聚酰亚胺短纤维和安芙丽阻燃黏胶纤维的功能和特性,两者都是较理想的既阻燃又保温的新型材料。分别采用轶纶聚酰亚胺短纤维和安芙丽阻燃黏胶纤维与棉及其他纤维混纺,织造不同结构针织面料,阐述两种纤维与棉混纺的技术要点,并对比各面料吸湿发热和保暖的效果差异。结果表明,安芙丽、轶纶、棉(40∶30∶30)棉毛面料,热学性能优良,其阻燃、吸湿发热、保温性达到理想状态,该研究为开发具有防火安全性能的针织内衣面料提供参考。