管肋式空间辐射器强化传热分析与优化设计

建立了微重力环境下管肋式空间辐射器传热过程的数学模型。求解了处于导热和辐射相耦合的复杂边界条件下的管内热载体的对流换热、管肋式空间辐射器的传热热阻、有太阳垂直照射和无太阳照射情况下单位长度辐射器的散热量及单位质量的散热量随肋片宽度的变化等。分析了管肋式空间辐射器的强化传热措施及其必要性,并以单位质量的散热量为优化目标,对管肋式空间辐射器的结构尺寸进行了优化分析,提出了强化传热的方法。     

环肋肋基温度沉降对肋片散热的影响

对圆管外带环肋的肋壁传热进行了分析，采用有限差分法对环肋的二维轴对称导热问题进行了数值模拟，以考察环肋肋基温度和对肋片散热的影响，得到了不同几何结构及运行工况下肋基温度沉降对肋片散热的影响曲线。结果表明，在实用的工程应用范围内，肋基温度沉降对肋片散热的影响可达５％￣１８％。     

计算肋片散热的一种改进方法

通过对二维肋片导热机理的分析，提出了一种改进的计算二维肋片散热和温度分布的一维近似方法。这一方法与经典的一维近似方法一样简单实用，并可套用经典方法的所有公式和图表。分别用改进的一维近似方法，经典一维方法和二维方法对工程几种常见肋片进行了计算并加以比较。     

计算肋片散热的一种改进方法

通过对二维肋片导热机理的分析，提出了一种改进的计算二维肋片散热和温度分布的一维近似方法。这一方法与经典的一维近似方法一样简单实用，并可套用经典方法的所有公式和图表，分别用改进的一维近似方法、经典一维方法和二维方法对工程中几种常见肋片进行了计算并加以比较。结果表明，一维近似方法较经典一维方法的精度有明显提高。     

接触热阻对环肋稳态换热的影响

一些风冷式换热器的肋片或电子元器件上的散热片,它们以一定预紧力缠绕或镶嵌在管的外表面．当安装不好或由于热应力作用使预紧力消失,肋片与管表面接触热阻会明显增大．文中通过对环形肋片的稳态换热分析,研究了肋基存在接触热阻时对肋片换热的影响．理论分析和计算表明,接触热阻的存在对环肋的散热有明显的不良影响,且对小尺寸肋片散热的影响更加明显．当接触热阻增大到１０－３（ｍ２·°Ｃ）／Ｗ的量级时,可使散热减小５０％以上．因此,对镶嵌或安装在管外的肋片,应选形成接触热阻小的金属,并应使表面尽量光滑．肋片一定要以较大预紧力安装在肋管上,保证接触热阻小于１０－４（ｍ２·°Ｃ）／Ｗ．     

铝电解槽壳垂直平板肋的传热模型

运用数值计算，研究铝电解槽壳垂直平板肋的稳态自然对流与表面辐射的耦合传热模型，求解肋板的温度分布、散热量等参数，对肋板性能进行分析，并进行现场实测检验·设计的数值计算程序能简单、精确、快速地计算电解槽垂直平板肋的散热量，程序计算所得结果比原来算法所得结果包含更多的信息量．     

管带式汽车散热器流动阻力与传热性能分析

以R·L·Webb提出的汽车散热器的换热与流动阻力的理论分析为基础 ,编制了管带式汽车散热器的传热与流动阻力计算程序 ,计算结果与实验数据在常规工况范围内基本吻合。运用所编程序分析了散热器结构参数与材质对散热器流动阻力与散热性能的影响。结果表明 :散热带波距是影响散热器性能的主要参数 ,散热量随散热带波距的减小而增加 ,而百叶窗开窗角度在 2 5°～ 35°、散热带厚度在0 0 4 5～ 0 .0 6 0mm范围内变化对散热器散热量的影响较小。散热带材质由T 70铜改为纯铜时 ,散热量增加 4 0 %。最后提出了提高SC70 80型汽车散热器散热量的方案     

踢脚线、窗台板式散热器采暖的可行性分析

本文主要对踢脚线和窗台板做成散热器后的热工性能进行分析,并将其与常用的长翼型散热器的散热量作了比较。在不加肋的情况下,其每片的散热量约为长翼型散热器每片散热量的１／３左右。若通过表面涂层和加肋处理等措施改变其热工性能,使其散热量增加到长翼型散热器散热量的１／２左右,那么它在采暖中的实际应用将是可行的。     

肋片长度对相变材料熔化过程影响的数值模拟

为研究三套管式相变蓄热器的肋片长度对相变材料融化过程的影响,将肋片长度在一个较小范围内进行划分,设置了7种肋片长度的蓄热器,采用二维数值模拟对其传热性能进行数值研究,同时将模拟结果与光管蓄热器进行对比。结果表明:相比光管蓄热器,增加纵向直肋可以有效提高相变材料熔化速率,且可以有效延缓相变过程中自然对流强度的下降;临界肋片的长度为44mm,无量纲肋片长度为89%时,传热效果最佳。研究结果可为套管式蓄热器的结构优化提供一定的参考方向。     

涡轮叶片尾缘针肋的换热研究

以涡轮叶片尾缘中针肋通道的换热为研究对象，讨论并计算出了一定条件下获得最大针肋通道换热量时针肋的形状曲线和换热优势，系统分析了这种拥有最佳形状曲线针肋的通道散热量随针肋物性参数及几何特征变化的规律。     

流体横掠顺排和错排方形微针肋阵列的流动传热和熵产分析

采用数值模拟的方法研究了流体横掠错排和顺排方形微针肋的流动、传热和熵产。结果发现,雷诺数Re≤50时顺排和错排微针肋阵的熵产接近,Re在50~100之间两者流动熵产和传热熵产的差距开始增加,Re≥100之后错排微针肋阵流动熵产远大于顺排微针肋阵,传热熵产小于顺排针肋。传热熵产数值大于流动熵产,总熵产趋势同传热熵产。以Re=100为例,详细分析发现错排针肋阵内速度场较顺排针肋阵均匀,产生的漩涡较小,温度场分布也较顺排针肋阵均匀。局部熵产分析发现错排针肋和顺排针肋传热熵产分布不同,流动熵产分布近似。     

用数值积分变换法求解变截面直肋内的周期性导热

对近几年来发展起来的数值积分变换法作了扼要介绍，并对其特征值问题的构造方法进行了探讨，文章指出构造特征值问题的关键是抓庄原问题的主要特征。文中还对梯形直肋变换热系数条件下的周期性导热问题用数值积分变换法进行了分析计算，结果表明，周期性导热与非周期性导热不同，其肋片效串随时间发生明显的周期性振荡，由于肋片温度变化的滞后，并有可能出现助片效率大于１的情况。     

车用散热器百叶窗布置方式的数值模拟与分析

针对车用百叶窗翅片式散热器的传热和流阻特性,采用数值模拟计算方法对百叶窗对称布置和非对称布置2种方式的散热器进行了研究分析,通过计算百叶窗翅片空气侧的传热量、传热因子和压降,以及散热器综合性能评价因子,获得了综合性能较优的百叶窗布置形式.结果表明,在相同的进出口边界和给定的几何参数条件下,对称布置的百叶窗翅片具有较高的传热性能,但流阻性能较差.当空气入口速度为5.58,m/s时,与非对称形式相比,对称布置时的传热量提高了14.7%,压降却增加了29.3%;在不同的空气入口速度条件下,对称布置时百叶窗翅片具有较高的散热器综合性能评价因子,因此,百叶窗对称布置时散热器综合性能较好.     

强制对流时垂直放置矩形直翅片的最优间距

研究了不同空气流速时翅片间距为０．９￣１０ｍｍ范围内垂直放置矩形直翅片组的稳态传热性能,探讨了翅片间距对翅片组散热性能的影响。以单位传热基面面积上翅片组的散热速率最大为衡量标准,在本实验所用翅片的参数范围内,当雷诺数从１０００增大到１６８００时,最优翅片间距从３．２ｍｍ减小到２．０ｍｍ。用散热片组的当量直径作定为定性尺寸,得到了计算翅片组平均对流传热系数的无量纲传热准数关联式。     

空气外掠圆孔翅片管的流动与换热数值模拟

以矩形平翅片作为比较对象,采用数值模拟方法研究了空气外掠三对称大直径圆孔翅片表面的流动与传热性能,获得了不同Re(雷诺)数时矩形平翅片和三对称大直径圆孔翅片表面的速度场、温度场和Nu(努塞尔)数分布.平翅片的模拟结果与实验数据的最大误差小于10%,证明了该模拟方法的正确性.研究结果表明:当气流Re=1 610～6 440时,三对称大直径圆孔翅片的表面传热系数比平翅片提高25%以上.证明该圆孔翅片是一种适用于翅片管式制冷换热器且传热效果优越的片型.     

管壳式冷凝器内低螺纹管的凝结传热模型

以蒸气在垂直壁面和水平圆管上的凝结传热特性为基础，建立了蒸汽在基管，翅片及翅顶上的凝结传热模型，对影响低螺纹管传热的结构参数翅片间距，翅片夹角以及当量翅高进行了计算分析，进而建立了低螺纹管管簇的凝结传热模型，得出了低螺纹管管簇的平均冷凝传热系数与管排数和管列数之间的关系式。     

在辐射和对流条件下肋片传热的研究

本文研究了在辐射和对流条件下梯形肋片的传热,应用四阶龙格-库塔法和牛顿-拉伐森迭代法进行数值求解,得出肋片沿肋高方向的温度分布;进一步分析了导热系数、辐射率、肋根温度、肋高和肋间距等参数对肋片传热的影响。比较了考虑辐射矩形肋、三角形肋和不考虑幅射的梯形肋的传热情况。结果对工程设计具有重要意义。     

热特性参数可变时环形肋片传热的最优化研究(Ⅰ) 不同截面环肋传热的比较

环形肋片被广泛使用在热交换设备上以增强传热。因此有必要对肋片传热的最优化进行研究,它可以分成两类:在给定的传热量下确定最小的肋片体积; 或者是在一定的体积下确定肋片的最大传热量。本文只研究后者情况。首先对热特性参数可变时的环肋进行研究,在相同体积下,分別确定矩形截面、梯形截面、拋物线形截面和双曲线形截面等几种不同截面形状环肋的最大传热量。     

圆孔翅片管积霜工况下的制冷性能实验

实验研究证实,圆孔翅片管在无霜工况下的传热性能远优于平翅片管,但积霜工况下的传热与制冷性能是否优越没有得到实验验证.利用冰箱制冷系统,分别采用圆孔-半圆孔交叉翅片、圆孔翅片以及平翅片管式换热器,进行积霜工况下的传热和制冷性能对比性实验研究.考察了积霜过程对圆孔孔径大小的影响;分析比较了3种不同片型的有效制冷量、传热系数和实际制冷系数;比较了强化翅片的节能效果;采用有限元法求解出翅片效率,并分离求出实际对流换热系数,从而揭示了翅片表面的实际换热情况.结果表明:与平翅片相比,当最窄截面风速为0.5 m/s时,积霜工况下,圆孔翅片的传热系数平均提高了11.53%;对流换热系数平均提高了18.84%;实际制冷系数平均提高了6.83%;有效制冷量平均提高了6.02%;节省电能6.39%.圆孔翅片是3种片型中的最优片型.     

三种大管径翅管式换热器传热与阻力特性的试验研究

为考察不同翅片形式以及管排数对空气侧强化传热的影响，分别对9排和12排带平直、开缝、纵向涡3种翅片形式共6个翅片管换热器元件空气侧的传热及阻力性能进行了试验研究，发现开缝翅片管换热器的传热性能高于带纵向涡翅片管换热器和平直翅片管换热器，但阻力相应也增加，带纵向涡发生器的翅片传热性能略低于开缝翅片，但阻力却只比平直翅片稍大，这表明采用这种翅片形式可获得较好的综合性能．不同管排数的同一片型换热器的努塞尔数及阻力因子相差很小，可以认为与管排数无关．在试验的雷诺数范围内针对各个试件整理出了传热和阻力的经验关联式，可为相关的理论研究和工程应用提供参考．