饱和蒸汽静止时膜状冷凝放热的理论——包括低 Pr 数介质(Ⅱ)

本文的任务是把上一篇论文的理论引伸到凝结液膜部分湍流条件下的膜状凝结放热.在这个范围里理论分析和实验结果符合的程度达到和层流范围内努谢尔特理论公式和实验结果符合程度相比拟的地步.根据理论分析的结果设计计算的推荐式可采用:Re=0.025((Ga~(1/3)/(Pr·K))~(1.41)这个推荐式给出的放热系数较纯理论式的结果高36%而与实验结果基本一致,同时亦和多种来源的经验公式相近.本文亦给出适用于极低 Pr 数介质凝结液情况的较一般的理论分析.分析的结果指明,对 Pr《1而部分湍流的情况来说,忽略液膜加速度和液膜本身对流所引起的误差较层流时更大。把这个因素考虑在内则此时放热系数的值比努谢尔特公式给出的值更低得多.文章包括了以图表形式表出的最终结果.     

竖直管内二元混合蒸汽凝结放热的实验研究

在分析二元混合蒸汽凝结放热机理的基础上，建立混合蒸汽凝结放热模型，分析微分方程组的无因次数，推导出竖直管内二元混合蒸汽膜状凝结放热的特征量，并通过对乙醇／水混合蒸汽的凝结放热实验研究，得到了一个适用于乙醇／水混合物系的凝结放热通用准则方程，同时，应用平衡设计方法进行乙醇／水混合蒸汽冷凝器的设计，对本实验所得凝结放热准则式和传统的竖直管内蒸汽凝结放热准则式加以比较，结果表明本实验准则式的计算精度明显提高。     

蒸汽蓄热器放热过程中蒸汽带水规律的试验研究

本文通过对蒸汽蓄热器放热过程的分析,运用相似理论,从描述蒸汽带水过程的数学方程中整理出蒸汽湿度准则关系式,并以水为工质,在蓄热器放热试验台上进行了试验,将试验数据代入准则关系式,回归计算得到了蒸汽湿度计算公式。在实际蒸汽蓄热器的工业性试验中,用该公式计算得到的湿度和实测湿度基本相符。     

水平微细圆柱表面与水自然对流换热的实验研究

采用焦耳加热法对不同尺寸的水平微细铜丝在水中加热,并将实验得到的努谢尔特数Nu与常规尺寸下经典准则关系式的计算值比较.实验结果表明,在相同壁面过热度下,实验Nu数要小于经典准则关系式的计算值,并且实验Nu数几乎保持不变.这说明微细铜丝与水的换热由对流为主转变为对流与导热共同作用为主或是纯导热,从而导致了实验值小于常规尺寸下的理论计算值.     

竖直板外含不凝性气体的蒸汽凝结过程的研究

本文建立了在含不凝性气体的蒸汽凝结过程中,液膜表面外形成的气-汽扩散层内自然对流传热和传质的物理和数学模型。文中采用积分方法求解描述凝结过程的微分方程组;计算了凝结放热系数九及传质系数k,并讨论了一些主要参数对凝结放热系数及传质系数的影响。     

含不凝性气体的蒸汽沿垂直平板作膜状凝结放热的实验研究

含不凝性气体蒸汽的凝结问题是冷凝放热研究的薄弱环节,尤其缺乏基础性实验研究。本文介绍R_(-113)—空气系膜状凝结放热的实验研究结果,并与理论分析进行比较。首先用纯蒸汽进行实验,以Nusselt理论值检验装置的精度。在同样温度条件下进行不凝气实验。结果表明:装置达到了设定的各项条件和要求,实验值与分析解计算值很相符合。使理论解的正确性和准确度得到了证实。     

扭曲扁管管内流动与传热的三维数值研究

利用计算流体力学和数值传热学的方法，对扭曲扁管三维模型的流动与传热性能进行了数值模拟计算和理论分析，研究了管内流体的Re，Pr以及管子几何尺寸对其流动与传热性能的影响，结果表明，扭曲扁管具有较好的强化传热效果，在管内流体具有高Pr低Re数的条件下，其强化传热效果尤为明显。根据数值计算的结果数据，拟合出了努塞德数和阻力系数的准则公式，对扭曲扁管工程实际应用具有一定的参考价值。     

沿竖圆柱的层流自由运动放热(恒壁温)

关于自由运动放热的现有文献常忽略竖园柱及竖头平壁之间的差别。本文把边界层动量积分方程式及热平衡方程式推广于竖园柱的自由运动放热。在此基础上获得了层流放热时的近似介。最后,本文得出:1.以竖平壁层流自由运动放热为基准的,竖园柱放热的修正系数。这种修正系数在P_r数小和x/d大时有很大的数值。2.竖园柱和竖平壁放热之间的差别可以忽略时的条件。3.整理实验结果时,相似准则间的有利组合。     

椭圆管外的冷凝传热

本文求得了计算椭圆管外局部凝结换热系数、总平均凝结换热系数及局部凝结液膜厚度的解析式,并给出了计算实例.同时,得到了平均凝结换热系数相对于等周长圆管而言增加的百分数随b/a的变化规律,导出了对工程实际有意义的凝结换热准则关系式.     

C形试样的极限载荷和J积分

本文根据塑性力学滑移线场理论求出C形试样的极限载荷P_L,通过试验找到C形试样的无量纲柔度BEC表达式和加力点间弹塑性位移△表达式,并根据J积分与形变功的关系式提出C形试样的J积分公式。     

倾斜平板通道自然对流的抽吸流率与换热

本文给出了空气在倾斜平板通道中自然对流抽吸流率和换热的实验结果。试验表明,由于变物性的影响,抽吸流率随△T的变化,先是随△T增大而增加,当△T超过一定值后,抽吸流率趋于定值不再变化。实验发现,在通道倾斜角较小时(θ≤30°),倾斜通道自然对流换热强度对通道的倾斜角度并不敏感,但是随着通道倾斜角度的进一步增大,努谢尔特数明显减小。拟合了适于不同倾斜角、不同瑞利数及b/L下的准则关系式,对设计计算有一定价值。     

表面张力作用对垂直椭圆管内凝结换热的影响

本文在考虑液膜表面张力的情况下,求解了静止蒸汽在垂直椭圆管内的凝结换热问题,得到了凝结液膜厚度沿轴向的分析表达式,揭示了椭圆离心率、液膜表面张力等诸因素对这一凝结换热过程的影响规律,得到了使管内平均凝结换热系数达到最大时的最佳离心率值,同时,还将结果与特别物件(e→1,平板;e=0,圆管)的经典解作了比较.     

滑移边界下气膜厚度阶跃变化的阶形板间气体流动

为进一步研究微尺度下气膜厚度阶跃变化的阶形板间气体流动的相关物理特性,通过代入适用于任意克努森数的新滑移边界条件修正雷诺方程,应用有限体积法迭代求解了阶形板间沿气体流动方向的气膜压力和克努森数分布曲线,沿高度方向的气体流动速度分布曲线,不同环境克努森数下的气膜承载力随速度参数的变化曲线。结果表明:随着气膜间克努森数进入滑流区时,边界速度滑移效应对流体流动特性作用明显,当气膜间克努森数进入过渡区时,一阶滑移与新滑移边界条件间的数值结果产生明显偏差。可知相对于滑移系数固定的一阶滑移边界条件,滑移系数随气膜间克努森数改变而变化的新滑移边界条件,可以更好地描述高度存在阶跃变化即气膜间克努森数跨区域分布的微尺度气体流动。     

基于实验的超磁致伸缩微致动器动力学特性分析

基于超磁致伸缩微致动器实验所得的激励电流-磁致伸缩材料轴向位置-磁场强度三者之间的关系式,修正了厚壁线圈轴向电流-磁场理论公式.利用修正公式对超磁致伸缩微致动器动力学模型进行理论分析,得到了微致动器的振动响应;分析了修正系数、偏置磁场及预压应力对微致动器的影响.结果表明:修正系数对微致动器动力学特性影响十分明显,当修正系数K′=1.24时,基于实验拟合函数与基于厚壁线圈电流-磁场理论公式所得到的微致动器的输出位移与输入激励电流之间的滞回环完全吻合;微致动器振动响应具有明显的非线性特性,而且修正系数对其影响很大.偏置磁场与预压应力对微致动器的幅频特性影响也十分明显.     

壁面辐射对耦合传热系统的影响

本文研究了有壁面辐射时竖平板两侧膜状凝结与自然对流的耦合传热问题.文中通过壁面的耦合条件得到一组确定壁面温度分布及液膜厚度的常微分方程,并在很宽的参数范围内计算了壁面温度分布,液膜厚度,液膜及自然对流边界层内的速度及温度分布,以及壁面的温度梯度.     

缩放喷管中膨胀蒸汽流的过饱和极限位置的理论计算和分析

作者依据G.Gyarmathy和H.Meyer提出的关于膨胀汽流过饱和极限位置的数学模型和分析方法,对无因次液滴生长函数的线性化近似公式作了更加接近于理论解的修正,提出了计算过饱和极限位置的简化公式;并根据该公式说明了确定Wilson点参数的计算方法.作者计算了相应于典型透平叶栅内的膨胀速度的喷管,在压力0.1～50ata,温度5～250℃参数范围内的一组Wilson线.作者将计算结果与试验值进行了比较.并对计算中引起偏差的原因进行了比较详细的分析.作者认为对膨胀蒸汽流的自发凝结问题,在计算中采用经典成核理论可以获得满意的结果.     

砂土中汽车轮辙深度理论公式的试验修正

针对现有路面轮辙理论中的土质路面与实际应用时松散砂性路面边界条件的差异,开展汽车在砂性路面通行效果现场试验。试验表明,在通行过程引起剪切破坏导致结构破坏,轮辙深度比理论值大。通过分析提出了建立修正系数K以完善理论公式的方法。在现场试验的基础上,获取实际轮辙深度数据,再运用格拉布斯准则对试验数据进行数据处理,与理论值进行比较,通过计算得到轮辙理论公式的修正系数K=1.1。     

氟里昂12,113在水平肋管外冷凝放热的准则方程

R12和R113在四种国内常用的低肋管外冷凝放热的试验表明,目前所采用的计算α_0肋的公式,无论在定性或定量方面都与实验结果有很大出入。本文对其冷凝机理——表面张力作用作了分析,提出用两个无因次量β_σ和β_c予以表征。此外,考虑一个结构因子β_v。根据试验结果和相似理论,整理出氟里昂蒸汽在低肋管外冷凝放热的新的准则方程为■     

低密度翅片管换热器的传热和阻力特性研究

采用局部模拟实验方法,研究了低密度翅片管束中各排管的传热和阻力特性.翅片管束采用两种顺排布置方式(s_1/d_0=1.875,s_2/d_0=3.125和s_1/d_0=1.875,s_2/d_0=1.875).实验结果表明:从第4排或第5排起,换热趋于稳定,得出了各排管换热的修正系数C_z和翅片管束的平均努谢尔特数Nu_z的计算公式.同时给出了摩擦因子f与雷诺数Re、s_1/d_0、s_2/d_0和管排数z_2之间的关联式.     

滑移流条件下纳米粒子布朗运动的Stokes-Einstein扩散关系

采用低雷诺数流理论中的奇点叠加法对做平移和旋转的纳米粒子运动规律进行了研究,推导出了适用于滑移流区域的Stokes阻力和旋转阻力矩公式,并在此基础上建立了平移和旋转运动的Stokes-Einstein扩散关系式.理论分析表明,滑移流条件下粒子运动的阻力和阻力矩小于经典式无滑移理论解,相应的粒子扩散系数高于无滑移问题的解,说明在滑移流条件下粒子扩散能力有所增强,且增强程度与努森数Kn直接相关,其值越大增强效果越显著.推导的关系式适用于描述低浓度无界液体或气体中的粒子运动,可应用于化工、环境、选矿和生物力学等领域.