水平圆管外自然对流传热的实时全息观测

建立了激光实时全息监测装置，以连续观察水平圆管外的自然对流传热。探索了实验条件，得到了传热系数与时间的关联式。     

定壁面浓度瞬态对流传质的理论分析

基于对流传质动态微分方程组，按对流传质浓度边界层有关假设，建立了动态的边界层积分方程，并且对其进行求解，给出了瞬态浓度边界层厚度和对流传质系数随时间和空间变化关系式。结果表明：动态过程的任一时刻，壁面上稳定和非稳定阶段是并存的，且它们各在有自己的规律；但各处从非稳定向稳定过度过程中对流传质系数变化非常剧烈。     

强化对流传质的物理机制及其控制

根据对流传质强度与流体中存在的各种内场及其外场的关系，阐明了降低浓度边界层厚度、增加流体扰动和增加近壁面速度梯度的强化对流传质方法的物理机制，其本质是控制流体中内场及其外场之间的相互协同。进一步给出了强化传质场协同控制方法，以此可指导发展强化对流传质单元的新方法。     

水中胶体微粒在管道中的对流传质分析

对常物性条件下，水中含有的金属腐蚀产物微小颗粒在管道中的层流与紊流对流传质，在壁面上杂质的质量分数或质流密度为常数的条件下进行了理论分析和数值计算，给出了对流传质问题的理论解及计算关联式。结果表明：Ｌｅ越大，扩散边界层越薄。质量分数的剧烈变化发生在紧靠壁面的一薄层内。对于紊流对流传质，当离管壁的量纲为一的距离小于６时的质量分数分布对传质的影响甚大，因此，对紊流传质必须采用修正的紊流模型，而不能简单地假设紊流施密特数等于１。     

旋转圆筒表面对流传质特性

为研究水平旋转圆筒多孔介质表面的传质特性，用微型热偶式干湿球温度计测量了圆筒表面边界层温度分布和浓度分布，确定了顺向侧和逆向侧的局部对流传质系数；用硅橡胶板量热计测定了圆筒表面的平均对流传质系数．结果表明，旋转对圆筒表面顺向侧对流传质的强化作用比逆向侧明显；在较低旋转雷诺数下，平均舍伍得数基本保持不变，在较高旋转雷诺数下，平均舍伍得数随旋转雷诺数的增大而增大；旋转圆筒表面的对流传质和传热特性之间具有类比性．在实验数据的基础上，归纳和整理出了反映水平圆筒在静止空气中旋转时表面对流传质特性的准则关联式及临界雷诺数的判别式．     

井巷紊流传质过程的纵向弥散模型及纵向弥散系数

本文从纵向弥散机理出发研究了井巷紊流传质的数学模型,并从不同角度探讨了如何确定纵向弥散系数的问题,进而提出了几种确定井巷紊流传质过程中纵向弥散系数的方法.     

圆管导热系数测试方法研究

本文阐述了稳态法测试圆管导热系数的原理，分析了常用“圆管法”存在的主要问题，提出了新的相对较简易的测试方法，分析了新方法测试的准确性，同时提出了使用新方法时需要注意的关键问题，在圆管导热系数测试工作中具有一定的指导意义。     

流体流动和传热耦合对固定床错流传热的影响

将流动模型和传热模型耦合，对内置传热圆管的固定床内错流传热进行研究，获得了床层温度分布，并与不考虑床层速度分布的单一传热模型进行了比较。结果表明，错流传热与流体流动方向密切相关，床层被加热的区域在加热管的两侧和后方，出现了较宽的被加热区；与单一传热模型相比较，等温线在圆管附近显得稀疏，温度梯度减小；在加热管前方，耦合传热模型的最高温度大大高于单一传热模型，而在加热管后方，此差异相对降低；颗粒雷诺数Rep对传热的影响程度更强于单一传热模型。耦合传热模型相对误差小于1．5％，耦合模型真实可靠。     

井巷紊流扩散与弥散的实验研究

根据紊流扩散理论提出了计算井巷紊流传质过程中径向紊流扩散系数和纵向弥散系数的方法,该法使得这一难以进行实验研究的问题有可能进行实验研究,而且适用于其他几何形状不规则的空间和明渠的紊流传质,用此法实验,结果证明了作者给出的井巷紊流传质的径向紊流扩散系数和纵向弥散系数的理论模式和扩散效应是弥散效应千分之一的预想。     

对流传质的变分问题与广义变分问题

本文利用加权余值法从微分方程及其定解条件出发导出了对流传质的变分问题，然后利用拉格朗日乘子法，吸收第一类边界条件，给出其广义变分问题。     

凹槽通道中脉动流动强化传质的数值研究

对脉动流动强化凹槽通道中的传质进行了数值研究,探讨了雷诺数Re、斯德鲁哈尔数St、脉动振幅A以及凹槽的几何结构等参数对通道中流动和传质特性的影响.研究发现,受流体速度脉动的影响,凹槽中的漩涡发生周期性的形成和脱落,从而增强了流体间的相互掺混,这是强化传质的关键因素之一.在脉动流动下,通道内的传质能力得到很好地强化,尤其是凹槽内部的局部传质性能更佳.传质的强化效果随着Re和A的增大而增强,而且对于该模型存在最佳的St,它与凹槽的几何结构有很大关系.     

Physical quantity synergy in the field of turbulent heat transfer and its analysis for heat transfer enhancement

Based on the principle of physical quantity synergy in the field of laminar heat transfer, and according to the models of zero equation and k-ε two equations for the turbulent flow, the synergy equations for both energy and momentum conservation in the turbulent heat transfer are established. The synergy regulation among heat flux, mass flow and fluid driving force, and the mechanism of heat transfer enhancement it reflects are revealed. The synergy principle of physical quantity in the thermal flow field is extended from laminar flow to turbulent flow. The principle is verified to be universal by the calculation of heat transfer enhancement in a tube with an insert of helical twisted tape. Thus, corresponding to the synergy relation among physical quantities in the turbulent flow field, the performance of convective heat transfer and flow resistance for the tubes with different heat transfer components and surface can be compared through theoretical and computational analysis, which thereby provides a guidance for designing heat transfer units and heat exchangers.     

封闭腔内层流自然对流换热过渡层数值研究

对正方形空腔内的层流自然对流换热进行了数值模拟 ,用SIMPLE算法和乘方格式对该问题 (Ra =1× 10 3～ 1× 10 6)进行了详细的数值计算 .根据计算结果 ,在前人工作的基础上总结出封闭腔内层流自然对流换热的变化规律 ,提出了导热占主导地位的层流流动和导热与对流共时作用的层流流动的分界点 ,同时得出了两个区域的平均努塞尔数的计算公式 ,通过比较 ,表明其精度较以前的计算公式要高 .     

基于多相流模型的纳米流体在水平细圆管内强制对流换热数值模拟

运用2种多相流模型模拟了纳米流体在细圆管内的强制对流换热特性,并与已有文献的实验值和传统流体经验公式的计算值进行对比.其中,采用混合模型和欧拉模型分析了雷诺数、纳米颗粒体积分数等物理量对换热特性的影响.结果表明:在纳米颗粒体积分数较低时,模拟值与其实验值及经验公式的计算值相差不大;随着纳米颗粒体积分数增加,其非常规的流体特性逐渐突出,当纳米颗粒体积分数达到一定值时,常规的流体经验公式已不再适用,纳米流体换热呈现出一定的多相流特性,且多相流模型的模拟值更接近于其实验值,表明运用多相流模型能够模拟纳米流体的换热特性.     

超临界压力下水在螺旋管内的混合对流换热

采用FLUENT 6．0 CFD商业软件，对螺旋管内超临界压力下水在发展段的层流混合对流换热特性进行了数值研究，细致地分析了螺旋管螺距、入口流动Grashof数和Dean数等对流动和换热的影响．研究结果表明，在超临界压力下，水物性参数的剧烈变化在垂直流动方向引起了很强的二次流动，同时由螺旋管引起的向心力也造成了很强的二次流，与相同尺寸直管道相比，螺旋管内二次流的存在大大强化了流动换热，但是也相应地增加了流动阻力，因此螺旋管入口De数越小，则二次流越大，摩擦阻力越小。同时，流动换热随质量流速的增加而增加。     

微重力下管内凝结换热性能的研究

为了预测失重条件下航天飞行器中冷凝器的传热性能，提出了一种研究微重力场中管内凝结换热过程的方法，建立了管内环状流域层流凝结换热的数理模型。改变重力加速度ｇ值进行仿真计算，随着ｇ值的减小，凝结液膜变厚，使凝结换热恶化，例如在相同冷却条件下，当进口蒸气Ｒｅ数为１０４时，ｇ＝０和ｇ＝９．８ｍ／ｓ２环境下的平均冷凝Ｎｕ将降低３０％。并以重力场中垂直管内凝结换热的实验结果对模型进行了间接的检验。给出了预测零重力环境中管内平均凝结换热系数的准则关联式，可供航天器热控系统的热分     

下游部件对压气机性能影响的分析

采用流线曲率法对一台三级轴流压气机在三种不同出口流道情况下的流场进行了分析，在变工况计算中还以设计点数据为依据应用了“流场诊断”技术。分析表明，压气机的外特性——压比和效率随流量的变化关系及喘振边界——受到了下游部件结构比较严重的影响，内部流场所受的影响在末级叶片上特别显著。这可归结为出口流场径向畸变的影响。从本质上看，它比入口流场畸变问题更难解决。     

低Re数流动条件下翅片管束换热及阻力特性的研究

实验发现,与光管管束类似,随Re数增加圆翅片与椭圆翅片管束亦先后呈现3种不同的流态,即层流、混合流和紊流,相应的有3种不同的换热机制和规律。在低Re数时,换热由层流或混合流机制所控制。目前,工程中用紊流区的换热与阻力规律向下延伸,用于设计运行于低Re数工况的自然抽风空冷器将导致设计的失败。实验表明,在自然抽风空冷器操作条件下,对于同样的换热系数,椭圆翅片管的压降比国翅片管低45%左右,采用椭圆翅片管将取得较明显的经济效益。实验还发现,来流气流不均匀性对自然抽风空冷器的平均换热特性几乎没有影响,因此对吸风入口型线的设计可以大大放低要求。     

不同热流下平行平板微槽内流体滑移流动与层流换热

对两侧不同定热流热边界条件下,流动与热充分发展的平行平板微槽在滑移流区内的层流换热进行了理论分析,研究了微槽内温度场的分布和换热特性,并讨论了Kn、热流比、动量协调系数、热协调系数等的影响.     

身矩形槽道内的气体滑移流动和传热分析

分析了微矩形槽道内的不可气体在速度滑移和温度跳跃区的流动和传热过程。在分析模型中,假定矩形槽道底面定热流加热,其余三面绝热,流动和换热均匀为充分发展,且处于滑移流动区。给出了截面上速度分布和温度分布的分析解,讨论了阻力持性和换热特性,并与实验结果作了比较。二者的吻合程序表明,在一定的Knudsen数范围内,传统的Navier-Stokes方程和能量方程在考虑了速度滑移和温度跳跃影响后可以描述微矩形槽道内的气体流动和传热过程。