铝合金电暖器的研制

根据铝合金的导热系数大，异型加工性能好的特点，研制出自然对流换热性强，并具有高效传热结构的电暖器     

化学工程与技术学科方向带头人

节能及可再生能源方向秦贯丰,男,1960年7月生,教授、留学归国博士。在奥克兰大学(The University of Auckland)和科技孵化园中的Freezecon公司工作多年,从事乳品和食品(溶液)的冷冻浓缩技术研究。特别深入研究了冷冻浓缩过程中冰晶的结晶动力学,相变非稳态传热学,冰晶与浓缩液的分离提纯机理以及冷量回收和系统优化问题,并为国际知名乳品大公司研制了新型的冷冻浓缩原型机。     

发动机用强化传热冷却液纳米流体的研究与开发

随着能源环境形势的日益严峻和汽车保有量的急剧增加,迫切需要减少发动机的燃料消耗和污染物排放.减少系统部件的重量和相关能量消耗是发动机节能增效的有效途径之一.发动机冷却系统的作用在于带走受热零部件所承受的过多热量,以确保发动机在良好的热状态下高效且可靠地运行,而发动机工作强度的不断提高和热负荷的相应增加对冷却系统的散热能力提出了更高的要求.     

波纹管对高黏度介质的强化传热研究

通过数值模拟和实验研究考察了一种黏度较高的油类介质在波纹管内的流动和传热特性。研究发现,在本文条件下,波纹管内流动从层流发展到湍流的临界雷诺数远小于传统光滑圆管内的临界雷诺数,约在800～1000左右;波纹管在低雷诺数条件下对较高黏度的介质具有更好的强化传热效果,最大传热强化比达到6倍左右;本文拟合出的波纹管内高黏度介质强制对流时的传热准则关联式,考虑了波纹管管型及不同温度下介质物性参数的影响,经验证具有较好的精度,这为波纹管换热器的进一步工程设计和应用提供了一定的理论依据。     

掺有定形相变胶囊的储能墙体传热性能数值研究

为了充分发挥相变墙体的调温节能效果,以掺有定形相变胶囊的储能墙体及其构成的相变房间为对象,并考虑室内空气的热响应,建立相变墙体及房间的传热理论模型.采用显热容法模拟了在周期性变化的室外边界条件下,相变储能墙体内的传热过程及室内空气的温度变化.计算结果表明:储能墙体中的相变胶囊含量是影响室内空气温度衰减的重要因素之一.相变材料最佳相变中心温度宜尽量接近墙体相变层中心温度,相变温度波动幅度的大小仅影响室内空气温度的波动区间,而对振荡的平衡温度影响较弱.     

带烟气循环的W型辐射管流动传热及NO_x排放特性

为解决W型辐射管温度均匀性差和NOx排放过高的问题,提出了一种新型带烟气循环的W型辐射管,建立了该辐射管的数学模型,并运用数值计算的方法进行了模拟研究.在验证模型可靠的基础上,对带烟气循环的W型辐射管和常规W型辐射管的流场、温度场和NOx排放进行了比较.结果表明:带烟气循环的W型辐射管气体平均流速是常规W型辐射管气体流速的3倍,有57.6%的烟气参与再循环;带烟气循环的W型辐射管中气体燃烧最高温度为2260 K,比W型辐射管低192K;带烟气循环的W型辐射管壁面温差为166 K,比常规W型辐射管的壁面温差小76 K;带烟气循环的W型辐射管的NOx排放量9.9×10-5,而W型辐射管的NOx排放达到7.98×10-4,高出将近7倍.     

基于气泡的缸盖水腔沸腾传热仿真研究

从气泡核化条件及沸腾起始点要求出发,提出相变判定条件,从而准确界定沸腾区域. 基于沸腾均相流计算模型框架,建立了沸腾传热数值计算模型,并利用Robinson实验数据对该计算模型的准确性进行了校核. 利用该数值模型对缸盖温度场进行了预测,与实机测温结果进行实验比对,证明新沸腾数值模型计算结果更接近实机测试温度,火力面测点最大误差不超过7%.      

Constructal entransy optimizations for insulation layer of steel rolling reheating furnace wall with convective and radiative boundary conditions

Based on the entransy dissipation extremum principle for thermal insulation process, the constructal optimizations for a plane insulation layer of the steel rolling reheating furnace wall with convective and radiative boundary conditions are carried out by taking the minimization of entransy dissipation rate as optimization objective. The optimal construct of the plane insulation layer is obtained. The results show that for the convective heat transfer boundary condition, the optimal constructs of the insulation layer obtained based on the minimizations of the entransy dissipation rate and heat loss rate are obvi- ously different. Comparing the optimal construct obtained based on the minimization of the entransy dissipation rate with that based on the minimization of the heat loss rate, the entransy dissipation rate is reduced by 5.98 %, which makes the global thermal insulation performance of the insulation layer improve. For the combined convective and radiative heat transfer boundary condition, compared the insulation layer having an increasing thickness with that having constant thickness and a decreasing thickness, the entransy dissipation rates are reduced by 16.59 % and 39.72 %, respectively, and the global thermal insulation performance of the insulation layer is greatly improved.There exits an optimal constant coefficient α2,opt which leads to the minimum dimensionless entransy dissipation rate of the insulation layer. The difference between the optimal constant coefficients α2,opt obtained based on the minimizations of the entransy dissipation rate and the maximum temperature gradient of the insulation layer is small. This makes the corresponding thermal stress obtained based on the minimum dimensionless entransy dissipation rate also be small, and the global thermal insulation performance and thermal safety of the insulation layer are improved simultaneously. The results obtained can provide some guidelines for the optimal designs of the insulation layers.     

燃料电池热管理仿真模型

根据燃料电池的热特性,对燃料电池汽车散热模块进行仿真计算,同时辅以试验验证,并用试验结果修正仿真模型.在燃料电池汽车散热模块仿真计算过程中采用了2种计算模型即对数平均数法和传热单元数法.用2种计算模型进行计算、分析,得到对数平均数法和传热单元数法都适合于燃料电池运行工况的散热计算.2种方法相比,对数平均数法在冷却液小流量时误差较大,而传热单元数法的适用工况范围广、计算的准确程度高,优于对数平均数法.     

具有柱肋阵列与分离式柱肋阵列的冷却通道内流阻与传热实验研究

在常规柱肋阵列冷却结构的基础上对一种新型分离式柱肋阵列冷却结构内的流动和传热特征进行了实验和数值计算研究.在雷诺数Re=8 200~50 500时,对具有新型分离式柱肋阵列的冷却通道和具有常规柱肋阵列的冷却通道内传热和流动压力损失性能进行了对比实验研究.对2种通道内的流动与传热进行了三维稳态数值计算,对比研究了其各自的速度场和局部传热特性,揭示了分离式柱肋阵列强化传热以及降低流动阻力的机理.实验结果表明,在所研究的Re范围内,与常规柱肋阵列通道相比,新型分离式柱肋阵列通道具有更高的平均努塞尔数(Nu)以及更小的阻力损失.