多孔泡沫金属强化相变传热研究进展

综述了近些年来多孔泡沫金属强化相变传热与应用的研究进展,主要分为实验研究和数值模拟研究两个方面.泡沫金属强化相变传热的实验研究进展主要包含池沸腾传热、管内流动沸腾传热、作为吸液芯以及与纳米流体结合强化传热这几个方面,主要分析泡沫金属的孔隙率、孔密度以及厚度等因素对强化传热的影响;数值模拟研究方面主要从泡沫金属的结构表征和数值模拟研究方法进行介绍;最后展望了泡沫金属强化相变传热的研究方向.     

烧结式均温板散热性能研究

以烧结铜粉为毛细芯的均温板作为实验对象,研究毛细芯结构参数、充液率、加热面积对均温板传热性能的影响,并与纯铜板进行性能比较.实验结果表明:粒径为90μm的毛细芯结构均温板传热效果最好,在充注率为90%情况下均温板性能最佳,大面积热源要远低于小面积热源下的均温板热阻值.在上下板之间烧结毛细芯柱,可大大缩短回液路径,减小回液阻力,从而减小均温板热阻.     

水平深置高效热管的传热特性试验研究

为了解决除铁器的散热问题,本文根据其具体结构,在原有的紫铜管基础上设计并制作了新型的水平深置高效热管。通过搭建实验台,进行热管的传热特性实验研究,并以热阻为基础,分析了不同充液率和功率下热管的传热性能,确定了热管的最佳充液率为蒸发段容积的25%~30%,在实际应用中可进一步降低除铁器的温升。     

纤维增强复合材料夹芯结构抗高速破片侵彻数值模拟

为防御高速破片侵彻,设计以玻纤为面板、PVC泡沫与高强聚乙烯为芯层的复合结构,利用数值方法研究其抗侵彻性能,分析破片侵彻过程以及探讨破片速度、PVC泡沫和高强聚乙烯在芯层中的位置及其对复合结构抗弹性能的影响。结果表明:破片侵彻过程中,前置玻纤发生剪切破坏;PVC泡沫若在高强聚乙烯前发生剪切破坏,在高强聚乙烯后发生压缩破坏;高强聚乙烯发生剪切和拉伸破坏,后置玻纤发生拉伸破坏。结构吸能随破片速度增加而增加;PVC泡沫要置于高强聚乙烯纤维后才能够充分发挥PVC泡沫压缩吸能特性。     

中高速弹体侵彻下泡沫铝夹芯结构抗侵彻性能实验研究

为研究泡沫铝夹芯结构各组成部分在中、高速弹体侵彻下的抗侵彻性能及破坏机理,分别开展泡沫铝芯材(I)、前面板与芯材(II)、芯材与后面板(III)以及泡沫铝夹芯结构(IV)4种靶板在中、高速弹体侵彻下的弹道冲击试验。分析夹芯结构的破坏模式、侵彻过程和抗弹性能。结果表明:在中、高速弹体侵彻下,泡沫铝芯材发生了胞壁的绝热剪切和撕裂破坏,存在前面板的泡沫铝芯材还发生了胞壁压实坍塌;前面板发生绝热剪切破坏,弹速较低时,弹孔周围将产生明显的碟形弯曲变形,板厚较大、弹速较高时弹孔边缘存在开坑唇边;后面板发生了局部碟形弯曲-贯穿破坏,板厚较小时,后面板还产生了花瓣开裂。泡沫铝芯材吸能较小,泡沫铝和面板组成的夹芯结构吸能明显提高。面板的存在提高了靶板的抗弹性能,前面板对靶板的抗弹性能影响大于后面板的影响。同一种形式的靶板在高速弹体侵彻下的抗弹性能明显优于中速弹体侵彻下的抗弹性能。     

中高速弹体侵彻下泡沫铝夹芯结构抗侵彻性能实验研究

为研究泡沫铝夹芯结构各组成部分在中、高速弹体侵彻下的抗侵彻性能及破坏机理,分别开展泡沫铝芯材(I)、前面板与芯材(II)、芯材与后面板(III)以及泡沫铝夹芯结构(IV)4种靶板在中、高速弹体侵彻下的弹道冲击试验.分析夹芯结构的破坏模式、侵彻过程和抗弹性能.结果表明:在中、高速弹体侵彻下,泡沫铝芯材发生了胞壁的绝热剪切和撕裂破坏,存在前面板的泡沫铝芯材还发生了胞壁压实坍塌;前面板发生绝热剪切破坏,弹速较低时,弹孔周围将产生明显的碟形弯曲变形,板厚较大、弹速较高时弹孔边缘存在开坑唇边;后面板发生了局部碟形弯曲-贯穿破坏,板厚较小时,后面板还产生了花瓣开裂.泡沫铝芯材吸能较小,泡沫铝和面板组成的夹芯结构吸能明显提高.面板的存在提高了靶板的抗弹性能,前面板对靶板的抗弹性能影响大于后面板的影响.同一种形式的靶板在高速弹体侵彻下的抗弹性能明显优于中速弹体侵彻下的抗弹性能.     

近场水下爆炸作用下金属夹芯结构的动响应分析

金属夹芯结构具有质量轻、吸能良好和抗冲击等优点,被广泛用于船体板架设计。在金属夹芯结构形状设计方面,不同形状的金属夹芯结构的抗冲击性能有着很大的差异。针对三种不同的金属夹芯形状,采用有限元软件ABAQUS,模拟三种金属夹芯结构的抗冲击性能。通过对比三种形状的夹芯面板中心位移以及速度的变化规律,发现对于质量相同的夹芯结构,三边形夹芯结构具有更强的抗冲击性能。另外,研究不同金属夹芯结构能量时历曲线,得出六边形夹芯结构在吸能效果方面最好。     

大型分离式热管换热器的模型实验研究

本文对用于工业余热回收的大型分离式热管换热器进行了模型实验研究，以工程应用为背景探讨了大型分离式热管的合理充液率，启动升温性能、传热特性以及管排间不均匀加热方式对启过过程和传热特性的影响，最后根据实验数据整理提出了蒸发段沸腾换热综合实验关联式。     

空爆载荷下功能梯度泡沫铝夹层板动响应数值仿真

[目的]为了提高轻质泡沫铝夹层板的抗爆性能,[方法]通过采用有限元软件AUTODYN,对功能梯度泡沫铝夹层板在空爆载荷作用下的动态响应开展研究。在功能梯度泡沫铝夹层板的芯层高度及重量不变的情况下,分析讨论芯层不同排列顺序对夹层板上、下面板中心处速度、塑性变形和各部件吸能的影响。[结果]结果表明:夹层板上面板中心点处最大速度随迎爆面一侧芯层密度的增大而减小;芯层密度从迎爆面到背爆面依次为高—低—中排列顺序的夹层板的抗爆性能最好;芯层吸收了大部分能量,并且在迎爆面一侧密度小的排列组合其吸能特性最好。[结论]数值分析结果可为泡沫铝夹层板的芯层优化设计提供参考。     

回收低品位热的热管换热器

本文给出了热管换热器的数值分析结果,讨论了几何参数和工质类型对热管换热器的传热性能的影响,给出了用于通风和干燥的热交换器参数和在工业生产条件下的试验结果,提供了估算热管换热器经济效率的关系。     

食用菌培育室热管式全热回收器的设计与实验研究

在分析目前各种空气能量回收器形式和工作原理的基础上,结合食用菌培育室新风和排风间不能交叉污染以及冬夏季的室外新风与培育室排风的焓差大于显热差的特点,设计了一种新型的热管式全热回收器;以上海地区3000 m3/h风量的能量回收器为研究对象,通过对培育室夏季负荷分析和可回收能量的计算,完成了铜-氟里昂热管式能量回收器的设计;对所设计的热管式全热回收器进行了初步性能试验与经济性分析.实验结果表明：该回收器传热性能良好,负荷能满足实际需求.经济性分析表明：该回收器经过一年的运行,节约的电费即可回收成本,具有较好的经济与社会效益.     

环路热管理论研究进展

环路热管（Loop Heat Pipe，LHP）是应航空航天热控制要求而产生的具有高效传热能力的强化传热元件．文中详细地综述了LHP蒸发器及其系统的理论现状和尚待解决的问题，对比分析了不同理论模型的优势和局限性；概述了微型LHP理论研究方法和结论，指出了应用常规尺度LHP的理论模型，研究了微型LHP传热特性的不足；同时提出了LHP理论研究方法的发展趋势．     

冰晶颗粒在极地船壳管式换热器海水管内的分布和融化特性的数值模拟研究

利用计算流体力学(CFD)方法,采用欧拉-欧拉模型和相间传热传质模型相耦合的数学模型,对冰晶颗粒在船舶壳管式换热器的单根海水管内的分布和融化情况进行研究。通过数值模拟分析冰晶在直管和U形管内的分布及融化情况。结果发现:冰晶颗粒主要集中于主流区,且主流区近壁面处比中心处多;相间传质率从壁面到主流区先增大后减小,沿流动方向逐渐增大,而对于U形管,在转弯的地方出现局部相间传质率增大。     

Li/SF6热源在鱼雷和UUV推进系统中的应用

基于L i/SF6燃烧反应的特点,简述了其作为热源在鱼雷和无人水下航行器(UUV)推进系统中的应用,论述了热管式反应器为UUV提供动力的特点和优势,并对国外学者有关L i/SF6的毛细反应方面的研究情况作了介绍。     

流体扰动对不同排列方式下翅片套管换热器换热性能的影响

翅片排列方式影响换热器的换热系数．以翅片排列顺序不同的错列式和直列式翅片换热器作为研究对象,采用数值分析手段,分析并比较不同翅片排列方式的套管换热器与光管换热器的换热系数．研究结果表明,翅片换热器换热系数比光管套管换热器换热系数分别提高了87.8％与98.2％,同时压降分别增加了35.1％和37.6％．错列式翅片换热器比直列式翅片换热器换热系数提高了5.2％．     

板翅式换热器的热工性能和压阻特性实验研究

以某型号的板翅式换热器进行热工性能和压阻特性的实验研究，根据实验数据利用MATALB中的polyfit函数拟合出换热量、空气流量、空气进口温度、空气侧压降以及传热系数随变频器的频率变化关系。可为板翅式换热器的结构设计和性能改进提供依据。     

高炉煤气余热锅炉数值模拟与传热系数的修正

应用CFD软件对某高炉煤气余热锅炉进行数值模拟,研究了余热锅炉内部的流动和温度分布,分析了各部分烟道中的换热情况以及流场对换热的影响。将数值模拟与热力计算数据进行比较,根据分析结果,提出了修正热力计算中影响传热系数相关参数的建议,为提高热力计算的精度提供依据,文中的研究可为同类余热锅炉的设计提供参考。     

Li／SF6热源在鱼雷和UUV推进系统中的应用

本文基于Li/SF_6燃烧反应的特点,简述了其作为热源在鱼雷和无人水下航行器(UUV)推进系统中的应用,论述了热管式反应器为UUV提供动力的特点和优势,并对国外学者有关Li/SF_6的毛细反应方面的研究情况作了介绍。     

核动力装置中两相相间换热边界限制对于换热计算的影响分析

在开发系统程序时,经常发现相间换热系数过大导致程序计算两相流动时出现物性错误,从而导致计算失败。因此采用RELAP5使用的相间换热系数限制关系式对相间换热系数进行限制,采用水平环形雾状流、垂直环形雾状流2种工况进行计算,计算结果表明,单纯的采用RELAP5使用的相间换热系数限制关系式并不能使计算稳定,必须减小该相间换热系数限制关系式的最大值才能使得计算稳定。同时,不同空泡份额下能够稳定计算两相流动的相间换热系数最大值限制不相同,且相间换热系数值的大小对空泡份额的计算有很大影响。     

以船舶尾气为驱动热源的吸附制冰系统性能研究

为了提高单位质量吸附剂的吸附量,缩小吸附床的体积,并选择合适的化学吸附制冷工质对,在分析国内外吸附制冷系统研究进展的基础上,采用了多发生器吸附制冰系统。对系统中的关键部件吸附床内的单元管传热性能进行了研究,对单元管传热热阻对系统的影响进行了理论分析,同时还对减小各部分热阻的方法进行了探讨,基于此,对多发生器制冰系统进行了制冷性能研究。结果表明,烟气与单元管的对流换热热阻占总热阻的89%,而船舶尾气余热吸附制冰系统的性能参数可达25%。