增压器总体传热研究下的轴承体热应力分析

基于耦合传热理论,建立了废气旁通阀式的涡轮箱模型,并将涡轮箱、隔热罩、轴承体作为一个装配体进行了传热分析,得到了轴承体的温度场和热应力分布.结果表明:温度从涡轮箱至轴承体逐渐降低,呈现明显的温度梯度,涡轮箱的最高温度比初始废气温度低71.5℃左右;由于隔热罩的隔热作用和冷却水、机油的双重冷却作用,轴承体的温度较低;由于轴承体内部和表面区域温差较大,其热应力较高.与实验对比,轴承体温度的仿真值与实验值误差最大为7.2%,说明该仿真方法具有较高的精度,能为增压器的设计和优化提供一定的理论依据.     

全结构的5×5定位格架及棒束通道的三维流场分析

研究燃料组件定位格架及棒束通道的流动特征对组件结构设计有重要意义.为此,以5×5燃料组件的全结构定位格架为研究对象,建立组件的三维几何模型及非结构化网格,并采用CFD程序对棒束通道的流动特征与燃料棒的传热特征进行仿真,研究定位格架上搅混翼、刚突、弹簧和条带对组件流场的影响.研究表明定位格架对燃料组件的流动搅混和传热有明显的增强,搅混翼对流场的扰动最显著,其下游的横流主要沿翼片伸张方向发展,扰流长度为格架高度的10倍以上;刚突和弹簧只在其结构部位产生局部横流,刚突的横流以自条带向凸沿发展,单弹簧结构的横流沿弹簧的弯曲方向,双弹簧结构只在与条带连接处有微弱横流.     

定向凝固多孔铜热沉传热的分段强化

通孔率测试表明定向凝固多孔铜通孔率随其沿孔长方向长度的减小而线性增大。该文采取分段的方法以提高多孔铜的通孔率。分段后定向凝固多孔铜热沉的传热性能显著提高,4段式热沉在进出口压差为12kPa时,其换热系数可以达到6W/(cm2·K),比未分段前提高了50%~70%。实验结果表明:通过分段使得多孔铜的通孔比例达到80%以上时即是比较合适的分段情况。当给定定向凝固多孔铜的初始结构参数时,可以根据多孔铜通孔率与其沿孔长方向长度之间的线性关系得到合适的分段数。     

移动交界面流固耦合传热的数值稳定性分析

研究了交界面移动情况下流固耦合稳态传热的数值稳定性问题.考虑Dirichlet-Robin组合边界条件,用速度表征交界面的移动情况,流体域和固体域分别采用有限体积法和有限单元法进行离散及数值求解,利用Goudonov-Ryabenkii理论正则模态分析方法重点研究了交界面移动时数值方法的稳定性,最终获得了一条由耦合系数和移动速度组成的最优曲线,并且证明了当耦合系数和移动速度在这条曲线上取值时,离散的求解域能够达到最快的收敛速度及绝对的稳定性特征.为设计人员进行数值仿真时选取合理的参数提供了参考.     

浅谈带斜截半椭圆柱面空冷器的传热和流阻特性数值模拟

在矩形通道内部,斜截半椭圆柱面为一种综合特性强、流动损失低且其流阻特性与传热效果受柱面参数影响的涡流发生器,在没有外功作用下,有助于增强空调空冷器侧的传热特性,降低其流阻,对于实现空冷器等换热设备的节能具有重要意义。本文在简析了斜截半椭圆柱面涡流发生器及空冷器模型参数的基础上,以三角形小翼涡流发生器为比较对象,重点对带斜截椭圆柱面空冷器对流换热的传热特性及其阻流特性进行数值模拟分析,以期为工程应用实践提供有力参考。     

低温可视化力学装置传热分析与计算研究

为优化干冷式宽温域低温可视化力学测量装置的内部传热特性，降低装置传导和辐射漏热，提高样品的温度均匀性，基于Sage、COMSOL研究了不同尺寸试样的温度场分布，对比了两种计算方法的一致性。研究了试样表面发射率、窗口表面发射率以及窗口尺寸对试样温度的影响。结果表明：Sage、COMSOL两种方法计算的试样最低温度分别为4.211 5、4.219 4 K,温度基本一致，且Sage一维计算方法可以更直观地分析低温装置内各个传热节点的参数；当试样尺寸为3 mm×30 mm×2.5 mm的小规格尺寸，试样表面发射率低至0.01时，试样自身温度最为均匀，两端温差仅为0.005 K;降低窗口的表面发射率、减小窗口的辐射面积均有利于试样温度的均匀分布；小尺寸试样的温度分布几乎不受材料表面发射率和窗口参数的影响，自身温差始终保持最小。     

相变平板可变热容热阻简化模型研究

针对相变平板的传热问题建立了一种可变热容热阻简化模型,对相变平板凝固、熔化过程的传热特性进行了模拟分析.以相变平板传热数值模型的计算结果为参考,进一步将简化模型计算结果与相变平板传热数值模型的求解结果进行对比分析,结果表明:在凝固或熔化过程中平板温度变化及热流变化与数值计算结果基本一致,其平均温度误差小于0.5℃,热流相对误差小于10%;相变平板可变热容热阻简化模型准确性很好,其计算效率远高于数值模型,在同一台计算机上简化模型的计算时长仅为数值模型的1%左右.     

倾斜上升光管上母线处超临界压力水传热关联式的建立

为发展精度高、对不同倾角条件通用性强的倾斜上升光管内上母线处超临界压力水传热关联式,收集、整理了公开文献中非传热恶化工况条件下相关实验数据和传热关联式,并对现有关联式预测性能进行了分析和定量评价,发现现有关联式对倾斜上升光管内上母线处超临界压力水的换热系数的预测误差较大,且通用性差。考虑到物性变化以及光管与水平方向夹角对倾斜光管内超临界压力水传热的影响,建立了新的传热关联式。结果表明,新传热关联式预测误差较小,平均相对误差、平均相对绝对误差、标准偏差分别为0.88%、12.80%、16.68%,落在±30%误差带内的数据百分比为90.06%,其对不同倾斜角度的光管的通用性强,能够用来预测倾斜上升光管内上母线处超临界压力水在非传热恶化工况条件下的换热系数,对超(超)临界锅炉设计和安全运行具有重要的工程实际意义。     

混凝土骨料预冷系统能源优化仿真研究

依据混凝土水电站气候温度条件,采用传统经验法设计了大坝混凝土骨料预冷系统。基于共轭传热理论,分析了影响骨料冷却效率的关键参数。以冷却系统的能源消耗最低为目标,应用遗传算法对不同冷风速度、料层厚度和冷却时间进行了综合优化。利用Ansys Workbench软件建立了骨料颗粒冷却的流固共轭传热模型,采用加权法求取骨料平均温度作为遗传优化的判别条件。仿真研究了优化前后骨料仓内的颗粒温度分布,结果表明在保证总体冷却效果的同时,优化方案的经济性可提高36%。所提优化方法为混凝土预冷系统的高效节能奠定了理论基础,可在工程建设中推广应用。