肋片的几何参数对圆形内肋片管蓄冰特性影响

采用焓法和控制体积法对圆管内肋片蓄冷器的结冰特性进行分析,引入无量纲参数建立结冰过程的数学模型,并进行数值求解。结果表明：随着圆形内肋片管蓄冷器的肋片长度、厚度、数量的增大,蓄冷介质达到给定蓄冰率的凝固时间都有不同程度的减少,尤以肋片长度的影响较为明显,肋片厚度对蓄冰特性的影响最小;肋片间距对该蓄冷器的蓄冰特性也有较大影响,随着肋间距的增大,达到给定蓄冰率的完全凝固时间将急速增大。研究可以为蓄冷器的结构优化提供理论依据。     

导流片对椭圆肋片通道传热与流动特性的影响

通过引入椭圆型的肋片作为扰流器,利用可实现的k-ε湍流模型对椭圆肋片通道以及设置导流片后通道内的传热和流动特性进行了数值模拟,并与传统凹槽通道内的传热特性作比较.结果表明:椭圆肋片通道内的传热系数比传统凹槽提高了2～3倍;随着椭圆肋片高度的增加,通道内的传热系数越来越大,同时压降也越来越大;引入导流片能提高椭圆肋片通道...     

在复杂边值条件下非稳态肋片传热的最优化（Ⅱ）

研究了在辐射对流同时作用下肋根温度作周期性变化时矩形肋片的传热特性。首先对主控微分方程组进行离散化处理，并籍助数值计算方法进行求解，然后详细分析了肋片的温度分布与各种热特性参数的变化规律。非稳态肋片传热的温度边界层新概念。     

在复杂边值条件下非稳态肋片传热的最优化（I）

研究了在辐射和对流同时作用下肋根温度作周期性变化时矩形肋片的传热特性，首先建立了在这种复杂边值条件下肋片传热的数学模型，导出相应的主控微分方程式，求解了经简化后方程的精确解，分析了肋片的温度分布随肋高，时间和毕渥准则数等因素变化的规律。     

在复杂边值条件下非稳态肋片传热的最优化（Ⅰ）

研究了在辐射和对流同时作用下肋根温度作周期性变化时矩形肋片的传热特性．首先建立了在这种复杂边值条件下肋片传热的数学模型，导出相应的主控微分方程式，求解了经简化后方程的精确解，分析了肋片的温度分布随肋高、时间和毕渥准则数等因素变化的规律．     

管壳式相变蓄冷单元传热肋片拓扑优化设计

针对管壳式相变蓄冷单元传热肋片结构设计固化,概念设计缺乏理论指导,强化换热效果有限等问题,基于拓扑优化理论,构建二维管壳式相变蓄冷单元的物理模型并进行有限元分析;选取最终时刻平均温度为目标函数,以肋片材料体积占比为约束条件构建管壳式相变蓄冷单元二维肋片拓扑优化模型;对模型进行特征求解得到肋片清晰的拓扑轮廓以及动态演化特性。在上述研究基础上,进一步分析了不同肋片体积占比下所得优化拓扑构型的异同,得出20%的体积占比是综合考虑优化效果和成本的较优值。对比相同肋片体积分数下直肋单元与拓扑优化肋单元的蓄冷特性,结果发现,采用拓扑优化肋片的蓄冷单元中蓄冷速率较直肋提高了41.7%,最终时刻设计域的平均温度较直肋降低了3℃左右,从而验证了拓扑优化在相变蓄冷单元传热结构优化方面的优势。     

热特性参数可变时环形肋片传热的最优化研究(Ⅰ) 不同截面环肋传热的比较

环形肋片被广泛使用在热交换设备上以增强传热。因此有必要对肋片传热的最优化进行研究,它可以分成两类:在给定的传热量下确定最小的肋片体积; 或者是在一定的体积下确定肋片的最大传热量。本文只研究后者情况。首先对热特性参数可变时的环肋进行研究,在相同体积下,分別确定矩形截面、梯形截面、拋物线形截面和双曲线形截面等几种不同截面形状环肋的最大传热量。     

多变因素条件下延伸表面传热通用数值分析计算的研究

研究各种形式肋片在辐射－对流－导热的联合作用下，以及变换特性参数时稳态与非稳态传热的通用数学物理模型和数值计算方法，考虑了辐射与整体肋片传热计算的耦合问题。     

变热特性参数条件下环形肋片非稳态传热研究

研究在变热特性参数条件下，根部温度作周期性变化时环肋的传热规律。应用差分预测－校正格式的数值计算方法，分析了肋片的温度分布，热流量和肋效率受各种因素的影响状况。     

热特性参数可变时变截面环肋的传热研究

本文导出了热特性参数不为常数时变截面环肋的控制微分方程,并对导热系数是温度的线性函数,放热系数沿肋片长度变化时的情形进行数值求解. 该控制微分方程是一个非线性的微分方程,用四阶龙格库塔法和牛顿拉伐森迭代法求解,得到沿肋片长度方向上的温度分布曲线,接着又探讨了导热系数变化因子a.几何形状因子D_b,肋片因子N的影响问题.所得结果对于肋片的设计和选型以及进一步研究肋片的换热问题,都具有重要的意义.     

带有倾斜楔形肋片矩形通道内的流动与换热

提出了一种新型的燃气轮机叶片内部通道强制对流冷却方案.为了探明该种对置叉排倾斜楔形仿螺旋肋片通道结构特有的综合换热效果,利用数值分析方法研究了在通道宽高比为2.9、肋高与通道当量直径比为0.336、肋片与轴面的夹角为15°、雷诺数在2×104~1×105的非旋转情况下,雷诺数、肋片与主流方向夹角等参数对通道强化传热和流动阻力特性的影响.研究结果表明,该仿螺旋通道内流体流动达到了预期的仿螺旋流动效果,且该仿螺旋流动的效果随着楔形肋片与主流方向的夹角的增大而效果愈趋明显.这种旋转流动特性对内冷通道的强化传热和流阻特性具有很强的影响,与光滑通道相比,通道平均努塞尔数得到了明显的提高,但同时流动阻力也显著增加.     

肋化平板射流冲击换热特性的实验研究

采用红外热像测试技术对肋化冲击靶板双圆孔射流冲击换热进行了实验研究,研究了多种肋化形式、流动参数和几何参数对射流冲击换热特性的影响。结果表明:由于产生更多的扰动并降低肋片对射流在壁面扩散的阻碍,间断的肋片形式比连续的肋片形式有更好的强化换热效果;60°斜向间断肋型有最佳的换热效果;随着射流Reynoldes数的增大,冲击靶板的换热效果显著提高;冲击间距对冲击靶板的换热效果有一定的影响,冲击间距为冲击孔直径2倍时换热效果较好。     

空气横掠高频焊接螺旋肋片管束时放热与阻力特性实验研究

对用于锅炉设备的对流蒸发受热面和省煤器受热面,在采用高频焊接螺旋肋片管束时,需要了解其放热与阻力特性。对用于自然循环锅炉对流蒸发受热面的该种管束,还须了解管束中每排的放热特性,以便算出各排的吸热量,为水循环计算提供依据。鉴于目前国内尚缺少国产高频焊接螺旋肋片管束的实验数据与资料,本文介绍作者应制造厂要求对一种结构的这类管束进行实验研究的情况。作者求得了该管束中各排的放热特性关系式,还求得了排数影响修正系数ε_z的计算式和该管束的放热特性关系式以及管束中平均每排的阻力特性关系式。文中还介绍了实验装置和方法,并采用差分法求得肋片效率;分析了实验结果,并与其他作者的算式进行了比较。     

热特性参数可变时环形肋片传热的最优化研究(Ⅲ) 梯形截面环肋传热的最优尺寸

梯形截面环肋是最常使用在热交换设备上的一种肋片。为了经济起见,有必要研究肋片传热的最优化问题。本文应用不变插值原理,研究了当热特性参数可变时梯形截面环肋传热的最优几何尺寸,同时对三个主要的物理参数,即斜率参数λ、导热系数变化参数α和放热系数变化指数m对最优几何尺寸的影响进行研究,所得结果对工程设计具有现实的指导意义。     

肋角度对矩形带肋通道蒸汽流动和换热特性的影响

在带肋单通道蒸汽强化换热试验研究的基础上,采用SSG雷诺应力湍流模型,求解了三维定常雷诺平均Navier-Stokes方程,对30°、45°、60°和90°4种带肋通道进行了蒸汽流动的数值计算,同时研究了雷诺数对矩形带肋通道中冷却气体的流动和传热特性的影响,并比较分析了不同肋角度下带肋通道的流动和传热特性。结果表明:斜置肋片能有效提高带肋通道的换热效果,同时也将带来很大的流动阻力;与90°带肋通道相比,60°、45°和30°带肋通道的热力系数分别增加了约29.3%、24.6%和20.9%,就综合热力性能来说,60°带肋通道是最好的结构形式。     

矩形直肋热质传递时传热特性的数值分析

为研究矩形肋片的传热传质性能,考虑汽化潜热随温度变化,引用Hyland的温湿度关系函数建立肋片表面传热方程,此时的传热方程无法获得解析解。以传热方程为基础建立传热差分方程,并采用超松弛迭代法对肋片表面温度分布进行求解,同时计算获得肋片传热效率。结果表明：湿度增大,肋片底部和端部温差也越大,绝热边界下肋片温度分布整体高于自然对流边界;汽化潜热的增加使得实际传热量增大,肋片效率的计算结果高于已有研究结果;肋片参数增大时,无量纲化临界点位置越向肋底部靠近,肋片效率减小;环境湿度增大,无量纲化临界点位置向肋片端部靠近,肋片效率变小,湿度对半湿换热工况的肋片效率影响显著,全湿换热工况下,湿度越大,对肋片效率变化的影响越小。     

周期性环肋通道内的流动和换热

用非稳态数学模型对包含入口段的带肋环形通道内的流动和换热进行了数值模拟.在肋片参数Sp/D=0.187 5、Sp/D=1.125,雷诺数在400～800范围内,流动和换热都出现了自维持振荡特性,且入口段后,各几何周期的速度场、无因次过余温度场基本相同,随时间的变化规律也基本相同.肋片高度增加,平均努塞尔数和摩擦阻力系数增加.肋片间距增大,对摩擦阻力系数影响较小,对努塞尔数影响较大.雷诺数增大,努塞尔数增大,阻力系数减小.     

肋片强化传热的热力学判据

以热力学第二定律为基础,提出了肋片强化传热的热力学判据－加肋片后与加肋片前单位传热量的熵产之比eⅡ,并以矩形直肋片为例,在工程上常见的第三类边界条件及恒热流和恒壁温两种工况下,对以上热力学判据进行了分析和讨论,并把结果与传统的肋化判据结果进行了比较。研究结果表明,对肋片的强化传热,存在一临界雷诺数,且临界雷诺数随肋片的结构参数和热流密度的不同而有所差异,同时,肋片的强化传热效果还取决于肋片和流体的导热性能。     

在辐射和对流条件下肋片传热的研究

本文研究了在辐射和对流条件下梯形肋片的传热,应用四阶龙格-库塔法和牛顿-拉伐森迭代法进行数值求解,得出肋片沿肋高方向的温度分布;进一步分析了导热系数、辐射率、肋根温度、肋高和肋间距等参数对肋片传热的影响。比较了考虑辐射矩形肋、三角形肋和不考虑幅射的梯形肋的传热情况。结果对工程设计具有重要意义。     

装配式钢管密肋保温复合墙体抗震性能试验研究

为研究钢管分布形式对钢管密肋保温复合剪力墙墙体抗震性能的影响,设计制作了4片缩尺比为1∶2的装配式钢管密肋保温复合剪力墙墙体,通过对1片剪力墙墙体的轴压试验和3片剪力墙墙体的低周往复荷载试验,研究了墙体的破坏形态及模式、承载能力、滞回特性、骨架曲线、刚度退化以及变形和耗能性能.试验结果表明:对于竖向荷载作用下的密肋复合墙体,由于在肋柱中布置了钢管,其抗压承载力显著提高;对于低周往复荷载作用的密肋复合墙体,其主要破坏形态为整体剪切破坏,且基本按照“填充砌块—肋格—边框柱”的顺序破坏,与普通钢筋密肋复合墙相比,钢管密肋保温复合墙的抗剪承载力提高了112％,同时具有良好的变形能力和耗能性能.研究结果完善了装配式密肋复合板结构体系,为密肋复合板结构应用于高层住宅建筑提供了理论依据.