旋流器与旗形插入件的联合强化传热研究

实验研究了管内同时设置旋流器和旗形动态插入件时油类介质的换热及流阻特性。旋流器为长１００ｍｍ、丝径１．５ｍｍ、节距４ｍｍ的螺旋线圈。旗形件数目为１￣３片。实验表明，上述复合强化手段集中了两种元件的优点：换热系数高而阻力损失不大，且在层流区和紊流区都得到了强化。实验范围内综合判据之值高达２．７６。     

紊流区内不同物性的工质在三维内肋管内的对流换热实验

在Re数为8000～80000范围内,以水和乙二醇的水溶液(乙二醇的质量浓度为55%)为工质,对5根不同肋形结构尺寸和肋排列形式的三维内肋管内的对流换热特性,在不同的工质入口温度下进行了实验。实验结果表明:工质物性参数中,Pr数对三维内肋管的换热影响较大。另外,根据实验值还关联出适合较大工况范围的换热关系式。     

管风多片旗形动态插入件强化传热的实验研究

研究了圆管内均匀布置１－５片旗形件时油的强化传热及流阻特性。当工质参数处于１４６≤Ｐｒ≤２０６和８５２≤Ｒｅ≤６８５７时以４片旗形件最佳；其换热系数ｈ与光管换热系数ｈ０之比可高达４．１；而压降之比最高只有３．４；综合判据之值可高达２．９５。     

微矩形槽道内的受迫对流换热性能实验

对６种不同结构尺寸的微矩形槽道内的受迫流动阻力与换热性能进行了实验。结果表明，试验条件下微槽内水流动中从层流向湍流转变的临界雷诺数Ｒｅｃ＝１４００－１８００．揭示出微槽结构尺寸对流动与换热的影响，并由实验给出了层流区流动阻力与换热的经验关系式。     

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。     

水蒸汽在水平二维微肋管内的凝结换热

探讨了微肋高度对水平二维微肋管内凝结换热和流动阻力的影响．采用水蒸汽为凝结介质,进行了三种不同肋高度的管内凝结换热实验．结果表明,二维微肋管内凝结的平均换热系数α随肋高的增加明显增大．和光管比较,α增加２８％～２１０％,这时阻力的增加仅为４％～５３％．     

微槽板内的对流换热和流动特性

在单相强迫对流情况下,对刻有水力直径为0.133mm～0.367mm微矩形槽的微槽结构进行了换热和流动特性实验研究。研究发现,层流换热受槽道高宽比、水力直径与槽间距比值影响,而紊流换热则与水力直径、槽间距和无量纲参数Z有关,对紊流换热而言Z=0.5是最佳参数.实验表明Z对流动阻力因子亦有很大影响,层流情况下当Z为0.5时,摩擦因子或流动阻力都可达最小值;紊流流动阻力比经典理论预示值小,流动向充分发展紊流过渡的临界Re数也比常规值小。文中给出了计算换热和阻力降的经验公式。     

平支翅片管换热器传热与阻力特性的实验研究

研究了３种翅片间距（Ｓ＝２．０，２．６，３．２ｍｍ）和３种管排（Ｎ＝２，３，４）的９个平直翅片管热器的换热和阻力特性，在工业常用Ｒｅ数范围内给出包括翅片间距及管排数影响的换热和阻力性能通用交联式，同时得出翅片间距，管排数对换热和阻力性能的影响规律，为设计和选用平直翅片管换热器提供了依据。     

平直翅片管换热器传热与阻力特性的实验研究

研究了３种翅片间距（ｓ＝２．０、２．６、３．２ｍｍ）和３种管排（Ｎ＝２、３、４）的９个平直翅片管换热器的换热和阻力特性，在工业常用凡数范围内给出了包括翅片间距及管排数影响的换热和阻力性能通用关联式，同时得出翅片间距、管排数对换热和阻力性能的影响规律，为设计和选用平直翅片管换热器提供了依据。     

内置式强化热电直接转换系统的建模与数值分析

建立了适用于工程分析的热电直接转换系统模型,给出了内置式强化温差发电器的结构和数学描述,对发电器通道内的对流换热和阻力特性进行了数值计算,得出了对流换热系数、温度和压力的变化趋势,并与外置式温差发电器的换热特性进行了比较.数值分析表明:内置转换元件可以有效地增大换热面积和对流换热系数,改变元件的截面形状可以得到较低的流...     

同轴换热器内流动与换热的实验研究

采用实验的方法以水为介质研究了同轴换热器内的流动与传热,Re为3×104～10×104.对具有不同螺距两根内管管内的摩擦阻力及同轴换热器整体换热性能进行了实验研究,研究表明:管内摩擦自力系数是相同情况下圆管的3～3.5倍.采用数值计算的方法揭示了同轴换热器管内外流场特征.     

影响水平管降膜管间流态因素的实验研究

水平管降膜管间流态是影响其技术应用的重要参数之一。采用实验研究的方法,通过搭建水平管降膜流动形态的实验装置,选用溴化锂溶液作为实验溶液,研究管间距和管材对水平管降膜管间流态的影响。实验研究表明,管间距略微增大时,管间流态与未改变管间距时流态的上一级流态相同。继续增大管间距到大于原来的2倍,流态最终会变为滴状;但出现部分交叉滴状流。当管材由铜管变为塑料管后,溶液在管间会出现倾斜的情况,即不能够垂直湿润相邻的圆管;并且管间小部分溶液会出现向下一级流态转变的趋势,直接影响到管间流体的连续性。     

二维环空管道后台阶突扩流动特性数值模拟分析

环空管道后台阶突扩流动是空气正循环钻井过程中十分重要的关键部分,直接决定了钻探岩屑是否能够顺利上返地面.该模型中对再附着过程的演变进行了大涡模拟(LES).指出在层流状态下主回流区长度随雷诺数Re的增加而增加;过渡流状态时出现内壁二次回流区,角部二次回流区和外壁三次回流区;湍流状态时,随着角部二次回流和外壁三次回流的消失,外管内壁和内管外壁处出现大尺度涡;得出了台阶上游和下游较远处流场层流时为抛物线分布,湍流时近似为对数分布.在此基础上进一步研究了湍流情况下流场中大尺度涡结构的瞬时发展和演变过程,以期实现对湍流的有效控制,并为进一步研究气体钻井环空管道内颗粒和大涡的相互作用规律奠定基础.     

电站锅炉过热器和再热器流量分布计算方法的改进

基于同屏支管根数、屏的节距和三通引入管对管组的流量分布有很大的影响 ,提出和实际结构相一致的离散模型计算方法 ,预测管组中的流量分布 .对进口三通涡流区对集箱静压分布的影响 ,给出了相应的实验结果 .以一台发生过超温爆管的锅炉再热器为例 ,分别应用离散模型计算方法和常用的连续模型计算方法 ,对管组的流量分布和炉内管壁温度进行了计算 .结果表明 ,离散模型计算方法的预测结果和实际情况相一致 ,改进了连续模型计算方法误差大的问题     

常曲率窄深型弯曲河流水流动力稳定特征理论研究

弯曲型河流是自然界最为常见的河流形态,河道中河床形态和河势单元的发展与水流流态转化密切相关.作为这方面的研究基础,以常曲率窄深型河流(河湾)为背景,对流动稳定性特征进行了研究,得到了弯道层流理论计算公式和临界雷诺数计算公式,对于弯道设计具有指导作用.与顺直河道相比,其稳定中性曲线沿坐标轴前移,失稳临界雷诺数增加,对扰动波数的响应范围减小,流动状态更易保持,为进一步研究河湾"点沙坝"和"自由沙坝"等河势单元的形态形成打下理论基础,丰富了非线性河流动力学理论.     

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。     

赫-巴流体稳定性参数Z的解析解分析

对于非牛顿流体的流动,用流体的稳定性参数Z作为判别流态的依据,特别是在过渡区,比雷诺数判据更符合实际情况.采用分层雷诺数的概念,求出赫-巴(H-B)流体在流道中最易失稳的位置,并从H-B模式出发,分别推导在圆管流动、同心环空流动、偏心环空流动下其稳定性参数Z的解析解.为验证H-B流体稳定性参数Z的解析解的正确性,将其简化为对应的牛顿、幂律、宾汉模式下的稳定性参数Z的解析解.而且,该模式在判别流体流态时,无需判别流体模式,为计算机编程提供了可用的综合解析式.依据管流,修正同心与偏心环空流动的稳定性参数Z的解析解,可提供接近工程实际流体的流态判据,为现场钻井液的合理使用提供理论依据.     

多孔泡沫金属换热器内部的非热力学平衡

应用Brinkman-extended Darcy流动模型,对恒热流密度条件下,方形轴流式多孔泡沫金属换热器内流体与泡沫金属之间的瞬时局部非热力学平衡情况进行了分析。结果表明:当流体在低孔隙率、低ppi数的多孔泡沫金属通道内低速流动,以及当流体和多孔泡沫金属间存在较大的导热能力差异时,两者间的瞬时局部温差较大,不可忽略。     

水平管内气液两相环状流形成机理实验研究

采用观察法和光纤探针信号识别流型,对水平管内气液两相环状流形成机理进行了实验研究,提出用表示气液两相惯性力之比无量纲准则数K和液相韦伯数来关联实验数据,得到了分层流和间歇流向环状流转变的准则关系式．结果表明。环状流可分别由分层流和间歇流转化而成,但其转化机理各不相同．分层流转化为环状流是帆船机理与二次流机理共同作用的结果,而间歇流转化为环状流则是气相对液相的冲穿机理作用的结果．计算结果和实验结果符合良好．