流体横掠顺排和错排方形微针肋阵列的流动传热和熵产分析

采用数值模拟的方法研究了流体横掠错排和顺排方形微针肋的流动、传热和熵产。结果发现,雷诺数Re≤50时顺排和错排微针肋阵的熵产接近,Re在50~100之间两者流动熵产和传热熵产的差距开始增加,Re≥100之后错排微针肋阵流动熵产远大于顺排微针肋阵,传热熵产小于顺排针肋。传热熵产数值大于流动熵产,总熵产趋势同传热熵产。以Re=100为例,详细分析发现错排针肋阵内速度场较顺排针肋阵均匀,产生的漩涡较小,温度场分布也较顺排针肋阵均匀。局部熵产分析发现错排针肋和顺排针肋传热熵产分布不同,流动熵产分布近似。     

扁管直翅换热器翅片肋效率的计算

用数值计算方法对翅片管管片式换热器的肋效率进行了计算和分析,分析扁管管间距、肋片厚度、导热系数等因素对肋效率的影响,重点分析翅片管管片在局部换热系数和平均换热系数下,肋效率的对比分析.     

接触热阻对环肋稳态换热的影响

一些风冷式换热器的肋片或电子元器件上的散热片,它们以一定预紧力缠绕或镶嵌在管的外表面．当安装不好或由于热应力作用使预紧力消失,肋片与管表面接触热阻会明显增大．文中通过对环形肋片的稳态换热分析,研究了肋基存在接触热阻时对肋片换热的影响．理论分析和计算表明,接触热阻的存在对环肋的散热有明显的不良影响,且对小尺寸肋片散热的影响更加明显．当接触热阻增大到１０－３（ｍ２·°Ｃ）／Ｗ的量级时,可使散热减小５０％以上．因此,对镶嵌或安装在管外的肋片,应选形成接触热阻小的金属,并应使表面尽量光滑．肋片一定要以较大预紧力安装在肋管上,保证接触热阻小于１０－４（ｍ２·°Ｃ）／Ｗ．     

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。     

微重力条件下管肋式空间辐射器的传热分析

建立了航天器上常用的管肋式空间辐射器在微重力条件下的导热、对流和辐射相互耦合的复杂传热过程的数学模型，并考虑了管壁与肋片表面之间相互辐射的影响。整个模型的求解采用迭代法，管内流体的速度场和温度场的求解用ＳＩＭＰＬＥ算法，分别计算了肋片上的温度分布、管壁与肋片上的热流分布与管内对流换热的平均Ｎｕ数，得出了进行管肋式空间辐射器优化设计所必需的重要参数，同时还研究了重力场对辐射器传热的影响，对在地面上进行空间辐射器的模拟实验研究具有重要意义。     

环肋肋基温度沉降对肋片散热的影响

对圆管外带环肋的肋壁传热进行了分析，采用有限差分法对环肋的二维轴对称导热问题进行了数值模拟，以考察环肋肋基温度和对肋片散热的影响，得到了不同几何结构及运行工况下肋基温度沉降对肋片散热的影响曲线。结果表明，在实用的工程应用范围内，肋基温度沉降对肋片散热的影响可达５％￣１８％。     

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。     

焊接L齿型螺旋肋片管放热特性和接触热阻的研究

本文介绍了求焊接L齿型螺旋肋片管表面平均放热系数和焊接接触热阻的“二次回归双参数迭代法”和试验装置。用此方法分别求出在一定的管束布置方式下内部管排中的两种焊接L齿型螺旋肋片管的平均放热系数无因次关系式和焊接接触热阻的数据,并进行了相应的分析和讨论。     

基于正交试验的超燃燃烧室小肋片数值优化

为研究超燃燃烧室中小肋片长、宽、高对流场特性的影响及参数择优问题,采取正交试验设计方法对其进行了数值模拟。对比分析25种不同小肋片参数组合情况下其燃料与空气的混合效率、总压损失、穿透深度之间的差异。研究表明,小肋片高度对燃料和空气的混合效率影响程度最显著,其次是宽度和长度;长宽高对超燃燃烧室中总压损失、穿透深度影响程度不显著。经过优化后的小肋片燃料和空气的混合效率(0.712 439)高于正交试验里的所有结果,其总压损失(0.130 3)通过损失2%的总压换取了燃料与空气的混合效率37%的增强,其穿透深度(10.023)通过损失1%的穿透深度换取了燃料与空气的混合效率9%的增强,为小肋片的设计和改进提供了方法借鉴和参考依据。     

基于正则摄动方法的等厚环肋传热近似分析

分析了等厚环肋表面在干、湿或半干半湿工况下的传热情况.运用正则摄动的近似计算方法,推出了等厚环肋的肋壁温度、传热量及肋片效率的表达式,认为表达式对表面换热器的优化有一定参考价值.     

射流冲击下矩形柱鳍热沉结构优化

采用实验与数值计算相结合的方法对空气射流冲击下的矩形柱鳍热沉的肋片结构进行优化研究。对不同肋高和肋宽的矩形柱鳍热沉的热阻进行实验研究,并选用标准的kε湍流模型进行数值计算分析。研究结果表明:热阻随喷口雷诺数Re或喷口高径比H/D的增大而减小,但Re或H/D增大到一定程度时,热阻减小的幅度就不再明显;当热沉肋高范围为0.3≤Hf/L≤0.42、肋片宽度为Df/L=0.1时,热沉的散热能力与散热经济性之间能达到较好的平衡。将模拟结果与实验结果进行比较,相对误差在10%以内。     

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。     

超(超)临界锅炉膜式水冷壁鳍片厚度的优化设计

为了找到超（超）临界电站锅炉膜式水冷壁鳍片的最佳厚度,基于温度场数值模拟结果研究了鳍片厚度和鳍片危险点温度的关系,找到一种确定鳍片最佳厚度的方法,该方法能对设计锅炉的鳍片厚度的选取提供参考意见。     

管肋式空间辐射器强化传热分析与优化设计

建立了微重力环境下管肋式空间辐射器传热过程的数学模型。求解了处于导热和辐射相耦合的复杂边界条件下的管内热载体的对流换热、管肋式空间辐射器的传热热阻、有太阳垂直照射和无太阳照射情况下单位长度辐射器的散热量及单位质量的散热量随肋片宽度的变化等。分析了管肋式空间辐射器的强化传热措施及其必要性,并以单位质量的散热量为优化目标,对管肋式空间辐射器的结构尺寸进行了优化分析,提出了强化传热的方法。     

椭圆矩形翅片管采暖散热器的优化研究

对椭圆矩形翅片管采暖散热器的结构进行了优化分析，计算了椭圆管矩形翅片的肋效率，对矩形翅片的长宽比和翅片间距进行了优化计算，求出了最优长宽比和最优翅片间距的范围，对市场上现有的椭圆矩形翅片管采暖散热器进行了实验研究，证实了优化分析的正确性。     

燃气水加热器用翅片管换热器传热特性的实验

研究了3种管子与4种管子（N＝1，2，3，4）及10种管排间距的平直翅片管换热器试件在燃气水加热器中的换热特性。在该类型换热器常用的雷诺数（Re=180-400)范围内，考虑了包括翅片间距，翅片高度，管排横纵向间距等因素对于平直翅片管换热器的影响。给出了平直翅片管换热器在该类水加热器中应用的可靠率在95％以上的换热关联式。得出Re，翅片间距，管排数对换热的影响规律。在Re=180-400,Nu与Re基本呈线性关系；在N＞3后，管束的换热性能差异较小，为这种换热器的设计，选型及优化提供了依据。     

遗传算法在管箱式翅片管换热器优化设计中的应用

文中将遗传算法应用于管箱式翅片管换热器的优化设计中，以传热面积与换热器芯体体积之比为目标函数，详细讨论了算法的优化步骤及工作流程，为管箱式翅片管换热器的优化设计提供了参考方法。