微细喷雾时喷雾气流中液滴和空气速度比的研究

在喷雾冷却时喷雾流中液滴和空气流的速度比是支配喷雾冷却特性的一个重要参数。在简单而在普适性的物理模型的基础上，通过数值计算方法探讨了液滴－空气速度比和喷雾条件之间的相互关系，给出了微细喷雾条件下液滴－空气速度比的大致范围腹出冲击速率比可近似等于１的结论。     

燃气涡轮高效冷却技术及设计方法发展趋势

燃气轮机和航空发动机被誉为是工业皇冠上的明珠，其研制水平是一个国家科技水平和综合国力的重要标志。随着燃气轮机和航空发动机工作效率和性能的不断提高，涡轮入口温度逐年上升，涡轮叶片暴露在更高的来流温度下。为使金属叶片在远超其熔点的温度中仍能安全运转，亟需发展高效的冷却技术。该文概述了燃气涡轮高效冷却技术及设计方法的发展趋势，提出了按照3个维度开展燃气涡轮冷却技术研究的思路，总结了本团队在冷却单元-气冷叶栅-整机多部件交互等方面的基础研究成果，搭建了基于实验数据驱动的高效高精度冷却结构设计平台，探索了以双层壁为代表的下一代冷却技术的特性和发展趋势。     

喷雾冷却高热流密度散热传热特性研究

 针对喷雾冷却的高热流散热方式,设计和构建封闭循环实验装置。通过热电偶计算得到发热面的热流密度。通过激光多普勒测速仪(PDA)测量喷嘴的液雾分布、粒径和尺寸。基于气泡动力学与传热学,建立喷雾冷传热特性的理论模型。数值模拟的计算结果显示出喷雾高度对喷雾冷却曲线的影响：随着喷雾高度的增大,喷雾冷却的换热能力升高,与实验结果的变化趋势相同。同样采用数值的方法,给出不同喷雾张角、不同喷雾压力和不同喷雾高度下的换热系数,对喷雾冷却的传热特性进行分析。研究表明,两相区内的喷雾冷却换热能力得到了显著的增强,喷雾冷却存在最佳喷雾高度。     

工业喷嘴雾化冷却特性测试方法

基于非稳态导热原理,设计并开发了一套喷嘴喷雾冷却特性测试实验装置。将Q215钢种试样加热并恒定表面温度,然后通过对表面进行喷雾强制冷却,连续采集并保存冷却过程中试件不同测点的温度变化。通过Matlab与VC6.0接口编程,离线拟合密度、比热容及导热系数等热物性参数与温度拟合方程以及不同测点温度与时间的拟合方程。结合测试的拟合方程,对非稳态导热方程进行离散处理间接测量表面的传热系数,进而评价喷嘴冷却特性。通过系列现场测试实验,测试喷雾冷却过程中表面温度,水流密度及喷水压力等条件下表面的传热系数,实验结果真实反映了喷雾冷却条件下喷嘴的冷却特性,并表明该方法可行,能实现喷嘴冷却特性测试及喷嘴性能评价。     

航空静电喷雾系统的设计及应用

针对固定翼Y5B 农用飞机设计了航空静电喷雾系统,该系统包括航空喷嘴、高压直流电源、内嵌式圆柱电极感应充电装置,具有使雾滴雾化均匀、荷电充分的特点。将航空静电喷雾系统与Y5B 农用飞机配套进行了有效喷幅、雾滴沉积、雾滴飘移和灭虫等试验研究。试验结果表明,与常规喷雾相比,静电喷雾能使雾滴沉积提高14个/ cm2,有效喷幅达到42 m,雾滴飘移明显减少。静电喷雾技术的应用能使雾滴分布均匀,雾滴的沉积效果较好,可减少环境污染,有效提高农药利用率;而航空喷雾技术将大大地提高农林病虫害防治效率。将两种技术结合起来的航空静电喷雾在农林病虫害防治上将起到非常重要的作用。     

喷雾冷却轴线处的雾化特性分析

喷雾冷却具有极强的冷却能力,在电力电子设备中拥有广阔的应用前景,其传热机理一般认为与其雾化特性具有重要关联,本文对喷雾冷却的雾化性能进行了实验研究,总结出喷嘴口径、喷雾压力及喷雾介质对喷嘴雾化参数的影响规律。对喷嘴的雾化性能及其影响因素进行了理论分析,通过因次分析建立了喷嘴轴线处的雾滴sauter平均直径（SMD）与喷雾压力、喷嘴口径、喷雾高度、雾化介质的物性参数之间的实验关联式。结果表明,该实验关联式可以较为准确的描述轴线处的雾滴粒径的变化规律。研究结果将为喷雾冷却系统设计中喷嘴的选型、喷雾压力的设定和喷雾效果的优化提供参考。     

喷雾冷却轴线处的雾化特性的实验研究与数值分析

喷雾冷却具有极强的冷却能力,在电力电子设备中拥有广阔的应用前景;其传热机理一般认为与其雾化特性具有重要关联。对喷雾冷却的雾化性能进行了实验研究,总结出喷嘴口径、喷雾压力及喷雾介质对喷嘴雾化参数的影响规律。对喷嘴的雾化性能及其影响因素进行了理论分析,通过因次分析建立了喷嘴轴线处的雾滴sauter平均直径(SMD)与喷雾压力、喷嘴口径、喷雾高度、雾化介质的物性参数之间的实验关联式。结果表明,该实验关联式可以较为准确的描述轴线处的雾滴粒径的变化规律。研究结果将为喷雾冷却系统设计中喷嘴的选型、喷雾压力的设定和喷雾效果的优化提供参考。     

采用R134a工质的相变喷雾冷却性能实验研究

为了研究大热流密度相变喷雾的冷却特性,搭建了以R134a为冷却工质的闭式循环喷雾实验台,开展了采用R134a工质的相变喷雾冷却性能实验。实验工况为:喷雾高度13mm,喷雾腔压力0.2MPa,喷嘴入口温度0℃,喷雾流量范围为0.210 7~0.355 8L/min。实验结果表明:当喷雾流量保持不变时,增大加热功率,热流密度增大,表面换热系数先快速升高最后有所下降;随着喷雾流量从0.210 7L/min增加到0.355 8L/min,临界热流密度呈现上升趋势;当流量为0.355 8L/min时,获得最高的临界热流密度(CHF)为94.75 W/cm2,此时冷却表面的壁面温度为35.42℃。这说明使用环保工质R134a作为冷却剂的喷雾冷却系统能同时满足高热流密度和低换热表面温度的要求,具有良好、稳定的换热冷却能力。     

以R22为冷却剂的闭式循环相变喷雾冷却实验研究

为了获得相变喷雾冷却特性,设计并搭建了以R22为冷却剂的闭式循环喷雾冷却实验平台,研究了制冷剂R22的相变喷雾冷却性能。实验在喷雾高度为22 mm、喷雾腔压力维持在0.34MPa、喷嘴入口温度保持在-3℃的条件下进行。实验结果表明:当维持喷嘴入口压力为定值时,随着加热功率的增大,热流密度增大,表面换热系数先快速升高但在接近临界热流密度时有所下降;当调节入口压力时,随着喷嘴入口压力从0.6MPa升高至1.0MPa,临界热流密度呈现出先升高后降低的趋势;当入口压力为0.8MPa时,系统所能达到的临界热流密度最高,为276.1W.cm-2,相应的喷雾冷却壁面温度为26.8℃,说明当使用R22为喷雾介质时,文中实验系统具有高热流密度及低冷却表面温度的显著特点。     

高温金属面上覆盖砂层后的喷雾冷却特性

研究了高温金属面上覆盖砂层后的喷雾冷却换热特性,测试了砂粒颗粒大小和砂层厚度对换热特性的影响．在高温金属面上覆盖砂层后,可将高温面上的膜沸腾转化为砂粒表面的液膜蒸发,从而大幅度提高表面换热系数,强化冷却能力．     

高热流密度电子设备液冷技术研究进展

电子设备的热流密度随着设备本身的小型化与高性能需求的不断提高而呈现出越来越大的趋势.较低的散热能力使得风冷技术很难应用到未来高热流密度电子设备的散热.目前电子设备散热技术的研究热点是液冷技术,主要得益于液冷具有流动性强、换热系数高等优势.概括介绍了可用于电子设备散热的几种液冷技术,其中重点介绍了微通道冷却、喷雾冷却、射...     

数据中心喷雾冷却系统研究进展和要素分析

随着互联网和通信技术的快速发展,数据机房的建设与维护需求越来越多.与此同时也带来了数据机房的高散热问题.为将喷雾冷却技术应用于数据机房中解决数据机房的散热问题,本研究通过归纳喷雾冷却系统应用于数据机房中需解决的换热、冷源选择、流体传输配置的优化和系统的控制与反馈等问题研究数据机房喷雾冷却系统关键要素.对比了不同冷源应用于数据机房的优缺点,以及喷雾冷却系统的整体优化;并在此基础上讨论了系统管路的构成和优化整体介质回收系统的途径;提出了系统联动反馈调节装置.结果 表明:冷源的选择不仅要满足喷雾冷却的需求,同时需与喷雾冷却系统相匹配;系统管路的设计要建立在降低流阻上,设计最优管路;可通过结合主动调节系统和被动调节系统来保证喷雾冷却系统在数据机房的正常运行.研究结果可为将来应用喷雾冷却系统为数据机房散热提供一定的参考.     

风冷式热泵机组结构优化设计及散热性能研究

基于ANSYS ICEM软件对风冷式热泵机组进行物理建模和网格划分,在常规工况下利用Fluent软件对运行机组进行温度场及速度场仿真模拟,分析其散热过程。针对夏季高温,风冷式热泵机组散热效率低下的问题,设计一种辅助散热系统并进行结构优化,通过水帘预冷与雾化喷淋装置强化换热过程,提高散热效率、减少散热死区,并通过实验测试不同辅助装置对机组散热性能的影响。研究结果表明,增加辅助散热系统可有效提高机组散热效率。相同的室外空气状态下,在机组的散热性能和蒸发效率方面,雾化喷淋装置相比水帘预冷装置更具优势。     

脉动热管技术的研究现状及前沿热点

脉动热管作为一种新型热管技术，具有结构简单、成本低廉和性能卓越的优点，在微电子元器件的冷却以及航空航天领域的热控制技术中极具应用和发展潜力。这里简单介绍了脉动热管技术的结构及工作原理；分析其运行特性和性能影响参数。在综合分析有关文献的基础上，明确了下一步研究工作的方向以及热点问题。     

电动汽车锂离子电池组内散热特性数值模拟研究

锂离子电池组涉及数据规模庞大,传统方法无法有效实现对其散热特性的研究,为此,提出一种新的通过数值模拟方式研究电动汽车锂离子电池组内散热特性的方法。介绍了锂离子电池组工作原理,分析了锂离子电池的充放电过程。通过雷诺平均法进行雷诺时均处理,获取电动汽车锂离子电池组内散热控制方程和湍流方程。介绍了初始和边界条件,通过CFD实现控制方程的求解。依次进行了锂离子电池表面散热特性数值模拟、不同风孔大小下电池组散热特性数值模拟、不同倍率充放电后电池组散热特性数值模拟以及不同环境温度下电池散热特性数值模拟。实验结果表明,锂离子电池中心垂直截面和上下壁面的温度分布均为中心最高,壁面较低,壁面温度梯度大,热量散失速度快;在风孔大小和出口大小相近,充放电倍率为1C时,电动汽车锂离子电池组内散热性最佳;环境温度越低,电池温度升高幅度越大,散热性能越好。     

高空机载电子设备冷却方法综述与优选

近年来,航空航天技术不断发展,机载设备朝向复杂化、集成化和小型化发展,随之而来的问题是设备发热量骤增;由于电子设备散热面积越来越小,传统机载电子设备冷却方法已经难以满足其散热需求。高空机载环境存在着低压力、低空气密度和飞机加速、失重等制约条件,机载冷却与近地面冷却性能存在着很多不同。本文对比了几种常见的机载电子设备冷却技术,重点分析几种技术的高空环境制约度,综合优选出最适合机载设备冷却的技术。考虑到单一冷却技术的局限性,本文评述了其中几种常见的复合冷却技术,并对未来的机载设备冷却进行了展望。     

基于红外热成像技术的软包锂电池热特性分析

Based on infrared thermal imaging technology and visual testing methods, the surface temperature variation characteristics and heat generation law of ternary soft-pack lithium battery under different working conditions were investigated. The ambient temperature, the discharge rate, and the ear clamping method are three variable conditions. The two are coupled to the control variable experiment to monitor the temperature rise of the battery surface. The results show that the optimal working temperature of the battery is 25 °C, to ensure that the different rate of discharge experiments at the most suitable working temperature, found that with the increase of the discharge rate, the heat generation increased, the surface temperature of the battery increased, the conductive clip clamping tab is compared with the copper clip holding tab This method will lead to insufficient overcurrent at the ear, a sharp increase in heat generation, and a significant temperature rise on the surface of the battery. This type of clamping is not conducive to heat dissipation of the battery, which provides a parameter basis for thermal battery design optimization and experimental operation. The test results have guiding significance for the optimization of the heat dissipation scheme.     

单喷嘴喷雾冷却旋转圆筒的换热特性实验研究

采用单喷嘴喷雾冷却的换热方式来研究旋转圆筒的换热特性。通过设置不同的参数,观察圆筒外壁的温度分布及变化规律,并计算物料的热流密度。实验结果表明,物料到筒外壁之间的热阻会对换热过程产生严重的制约;未喷雾时,外壁面温度达到物料的30%,而喷雾时,达到11%。随着物料温度的升高,外壁平均温度会显著升高,物料的热流密度增长幅度也会逐渐的增大;并且温度越高,喷雾冷却的优势越明显。圆筒转速对温度的分布会产生一定的影响,转速越高,温度分布越均匀,热流密度也会有所提升;当提升1 r/min时,热流密度提高不到1%;喷雾流量对换热效果的影响较大,热流密度随流量的增大而增大,但增长速率会逐渐减缓。