模拟热虹吸管内两相流动观察及传热性能的研究

利用玻璃透明膜加热管模拟工业上实用的热虹吸管换热器,对垂直管内的水沸腾～蒸汽冷凝两相流动进行了观察,对其传热性能做了研究。着重观察分析了不同的操作条件对流型及传热性能的影响,取得了关于热虹吸管应用于工业换热器的一些初步结论     

多排并联分离式热虹吸管的传热特性

多排并联分离式热虹吸管的传热特性樊世川，郎逵通过求解多排分离式热管内部气一液两相流的动量微分方程，得出了内部压力分布规律．对沸腾段和凝结段内的传热机理进行了理论研究，给出了定量的结果，在实验基础上提出了一个预测多排分离式热管传热性能的数学模型，与实验...     

多排并联分离式热虹吸管的传热特性

通过求解多排分离式热管内部气－液两相流的动量微分方程，得出了内部压力分布规律，对沸腾段和凝结段内的传热机理进行了理论研究，给出了定量的结果，在实验基础上提出了一个预测多排分离式热管传热性能的数学模型，与实验结果比较表明，在预测传热性能是切实可行的。     

附加相变材料层的热防护服装传热数值模拟

火灾高温环境中,作业人员穿着防护服装可有效减小热压并提高着装舒适性.本文构建了模拟火灾环境下含相变材料的多层火灾安全防护服的传热模型,并利用热防护性能测试装置对模拟结果进行验证,计算与实验结果吻合良好.同时利用模型结果研究了防护性能与相变材料的熔点及相变层在服装层中的配置关系.研究发现与一般多层消防服相比,含相变材料层消防服在高温火灾环境下具有较好的防护性能,所选PCM的热物理属性,尤其是含PCM织物层在多层服装各层中的布置对服装防护人体皮肤烧伤性能影响较为显著.     

电主轴轴心冷却用环路热虹吸管的传热特性

为了加强电主轴轴心冷却、减小电主轴的热变形,以150SD型磨削电主轴转子为对象,采用单环路热虹吸管来冷却主轴轴心,利用环路热虹吸管无需外部动力及传热效率极高的特征,从原理上避免了动密封问题对电主轴轴心冷却的困扰。对高离心力作用下单环路热虹吸管内传热工质的流动及传热状态进行了理论分析;以正戊烷为工质,对适用于该主轴轴心冷却尺寸的环路热虹吸管的传热特性进行了实验研究,并对其应用于电主轴轴心冷却的实际效果进行了预测。结果显示:在文中的实验工况下,单环路热虹吸管的运行温度稳定,其传热性能在充液率为60%左右时达到最佳,热阻仅为0.57℃/W;当采用4根单环路热虹吸管冷却结构时,150SD型磨削电主轴转子的最大温升为28.5℃,且这一温升数值随着转速的增加而继续减小,表明单环路热虹吸管在电主轴轴心冷却方面具有良好的应用效果。     

玻璃-水/ZGM热虹吸管传热性能研究

文章介绍了热管的工作原理与热管传热的基本特性,对影响热虹吸管的传热性能要素进行了分析,设计了一套热虹吸管传热研究的实验装置,确定了热虹吸管的最佳充液率。分别在热虹吸管内部的蒸发段、绝热段及冷凝段处各选取一点,测量3点的温度随时间的变化情况,绘制温度-时间曲线,比较玻璃-水热虹吸管与玻璃-ZGM热虹吸管的传热效果,实验结果较好地验证了理论分析。     

螺旋管强化传热的CFD模拟与优化

在长度500mm的螺旋管中,采用计算流体动力学(CFD)技术对椭圆形螺旋管、圆形螺旋管和旋转角螺旋管的传热性能进行了模拟计算。计算结果表明,旋转角螺旋管具有较好的传热性能。在旋转角螺旋管中有0°、15°、30°、45°、60°5种不同的旋转角结构,其中以30°旋转角螺旋管的传热性能最好。以30°旋转角螺旋结构为基础,模拟了24°、26°、28°、32°、34°、36°等不同的旋转角螺旋结构,得到32°旋转角螺旋结构为最优,该结构螺旋管的出口温度比椭圆形螺旋管提高了19.50%,比0°旋转角螺旋管提高了11.68%。同时通过对椭圆形螺旋结构、圆形螺旋结构和32°旋转角螺旋结构进行压力和速度模拟,计算结果显示32°旋转角螺旋结构有更佳的压力分布和速度分布。     

小型热虹吸管脉动流动传热特性的可视化实验研究

采用高速显微成像系统对小型热虹吸管中气液两相流型演化进行了可视化实验研究,并对其脉动流动传热特性进行了分析讨论.研究结果表明,在两端压差和重力的耦合作用下,液塞的随机形成和沿槽道方向的脉动是脉动流动的典型特征.塞状流和环状流是小型热虹吸管脉动情况下的主要流型,液塞的脉动速度约为-1.5~1.5 m/s.对于脉动流工况,在启动过程中管壁导热和气液两相的膜态蒸发、膜态冷凝是小型热虹吸管的主要传热方式,该过程中热虹吸管的壁面温度持续升高,未出现温度波动;脉动启动后,小型热虹吸管内出现了液塞的随机形成和脉动运动交替冲刷壁面现象,此过程中小型热虹吸管主要靠对流蒸发、冷凝实现热量传递,且各段壁面温度皆表现出脉动特性.     

热孤子与微细通道相变传热研究

对于微槽流动相变传热,在给出汽泡的平衡半径及初值条件的前提下,提出了汽泡在微槽中演化半径的系综公式,并在此基础上结合汽泡生长随机变量的相关性得出了汽泡在微槽道中生长满足的随机微分动力方程,由方程的定态解进一步得出了微槽中汽泡生长系统的势能及概率密度函数随半径的演化规律。根据微槽中反应汽泡热通量的热孤子表达式,从理论上获得了以核态沸腾为主的微槽相变传热计算公式。为了验证该公式的可行性,本文对具有23条平行的0.3 mm×2mm 微槽进行了相变传热实验,实验结果验证了理论计算公式的可行性。     

焦炉荒煤气显热回收传热行为的数值模拟

以Fluent6.3为计算平台,利用其自定义函数功能,采用数值模拟的方法对焦炉荒煤气显热回收管束间的传热特性进行研究,探讨荒煤气的入口流速和初始温度对管束内流场和温度场的影响。研究结果表明:荒煤气在管束内是以绕流的方式流动,在管道的后面会形成流速很小的尾流漩涡。在换热管束第1排管道的后壁以及其余管道的前壁和后壁焦油易发生冷凝附着。提高荒煤气的入口流速和初始温度有利于减轻焦油附着,但随着荒煤气入口流速的增大和初始温度的升高,显热回收管束的热回收效率降低,荒煤气离开管束中时的平均温度升高。     

相变传热相关问题的分子动力学模拟及研究

对相变传热过程中有关问题的分子动力学模拟进行了综述．通过对平衡分子动力学(EMD)、非平衡分子动力学(NEMD)模拟相变传热中各种问题的综合分析，讨论了目前在相变传热中有关分子动力学模拟的几个重要问题．     

相变吊顶与隧道空气耦合传热模拟分析

在地铁隧道区间构建了相变吊顶,相变材料选择水合盐晶体CaCl27.6H2O.将列车在运行中的散热简化成移动发热物体等热流散热过程,建立列车在区间内运动三维物理模型,模拟了短时间内构建相变吊顶区间温度场变化.建立了相变材料与区间空气温度耦合传热模型,并求解.其求解结果与三维模型模拟结果对比,验证了耦合模型有效性.采用耦合模型对长时间作用下相变材料吸热量以及隧道区间温度进行预测,结果显示,在模拟工况条件下相变吊顶可吸收56.9%列车散发的热量.     

热管换热器流动与传热的CFD模拟及试验

根据热管换热器结构特点及传热特性，建立了热管换热器壳程流动与传热的三维物理模型。模型中引入了多孔介质模型中的分布阻力和分布热源的概念，通过CFD计算软件模拟研究了热管换热器压力降与温度场分布，模拟研究结果与试验结果吻合良好，为热管换热器的进一步理论研究和推广应用提供了依据。     

斜三通的CFD数值模拟及传热影响因素研究

为研究斜三通管内流体的流动与传热过程,应用CFD软件Fluent分别对管间夹角θ为20°～90°、流速比λ为2～3.5以及支管位置l为500～1 000 mm的斜三通内流体的流动与传热过程进行了数值模拟,并通过正交试验设计对影响三通壁面平均换热系数的各参数进行了敏感性分析。结果表明,随着θ和λ的增大,三通出口处流体最大速度逐渐增大,其中λ的影响更为显著;壁面平均换热系数随θ和λ的增大而增大,随l的减小而增大;支管位置l主要影响壁面平均换热系数,对最大速度的影响可忽略不计。按照影响壁面平均换热系数作用的强弱,支管位置l>流速比λ>管间夹角θ,即支管越靠近主管进口、流速比越大、管间夹角越大,则壁面换热效果越好。因此,支管位置是影响斜三通壁面传热效果的首要因素。     

蒸汽冷凝器流动传热过程的准三维CFD模拟算法

管侧冷却水在流向和横向(垂直于流向)上的分布对管壳式蒸汽冷凝器内部各物理量的分布和冷凝器的设计优化都会产生影响,因此有必要对其进行研究。该文提出了一种考虑冷却水横向分布的准三维CFD模拟算法,并基于自主开发的二维CFD冷凝过程数值计算代码ConDesign-2D对已有算例进行了模拟。结果表明,冷却水沿流向的温升不容忽略,它直接降低了换热温差,进而影响到了冷凝速率等物理量的分布,冷却水的横向分布也使得冷凝速率分布更加均匀。相比二维模拟,该算法能解析出流场在冷却水流向上的第三维分布信息,又避免了全三维模拟带来的高昂计算成本,可以应用于实际冷凝器的模拟计算。     

形状记忆合金短纤维增强复合材料的热相变行为

基于Eshelby等效夹杂模型和Mori—Tanaka的场平均法，考虑到形状记忆合金材料的强物理非线性和基体材料的弹塑性，发展了增量型的等效夹杂模型．基于该模型，探讨了形状记忆合金短纤维增强弹塑性基复合材料在应力自由状态下的热相变特性，特别研究了基体材料的塑性对复合材料热相变特性的影响．计算结果表明：当基体进入屈服阶段后，在复合材料卸载过程中出现残余应力；弹塑性基体复合材料的特征相变温度偏移随纤维体积分数的变化规律与弹性基体复合材料的变化规律不同，其热相变特性有显著的区别．     

相变蓄热球体堆积床传热模型及热性能分析

为提高普适性和预测性,建立了相变蓄热球体堆积床热性能的传热模型,可以对系统多种热性能参数进行计算分析。经验证明模型结果与实验结果较吻合。表明该模型对相变蓄热球体堆积床的结构设计、性能模拟及运行管理可提供理论指导。     

热通道玻璃幕墙热工性能的CFD数值模拟

针对某一熟通道玻璃幕墙的热工性能,借助Fluent软件,进行CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟,并将得出的模拟结果与实际测试值进行比较.模拟结果和实际测试值有很好的吻合度,验证了该模拟方法的正确性.     

冻结过程中相变界面移动及传热的计算机模拟

对冻结体划分网格并对网可靠节点进行了热平衡分析。由此提出了扩展边界节点的概念，并使用有限差分法，对所得的差分方程组进行了计算机求解及模拟。从而得到了一种有效的对冻结过程中的相变界面移动及传热进行研究分析的方法。     

碳钢-水热虹吸管传热性能的实验研究

为了研究用于低温地板采暖的碳钢-水热虹吸管的传热性能,在不同的倾角(-4°-90°)、热水温度 (40-60℃)、热水流量(0．1-0．3 m3／h)、热水流向(顺流,逆流)以及蒸发段长度(30-180 mm)下进行了热管性能的实验,其中,蒸发段采用水加热,冷凝段采用风冷．实验结果显示,逆流条件下热管的性能明显优于顺流时;热管的传热功率和壁面温度随热水温度和流量的增加而持续增长,随倾角和蒸发段长度的增加而先增长后下降．在实验范围内热管运行良好,其最佳运行工况为倾角38°,热水温度60℃,热水流量0．3 m3／h,蒸发段长度120 mm且蒸发段热水逆流．