涡产生器翼高对管板式换热器传热特性的影响

通过萘升华传质／传热比拟实验，研究了涡产生器翼高H对顺排圆管管片式板芯传热特性的影响．结果表明，涡产生器可显著提高圆管尾流部回流区的换热；对给定Re数，随翼高的增加，纵向涡影响区扩大，从而使换热增强．     

涡产生器强化圆管管片式换热器传热数值分析

涡产生器式管片式换热器有着不同于传统管片式换热器的强化传热机理,其结构简单,强化传热效果明显.用数值方法分析了涡产生器式圆管管片式换热板芯单个圆管翅片区域内的传热与阻力性能.计算结构根据某实际换热器结构放大确定,计算时选取Re范围为100～30 000.分析了平直翅片与涡产生器翅片传热单元局部及平均传热特性.单根圆管翅片单元有两个低换热区,涡产生器可增强圆管尾部的换热.两种换热板芯的传热能力均虽Re的增加而提高,在中等Re范围内,涡产生器可使传热有较大提高,而阻力增加较小.     

错排环布圆管翅片式换热板芯的计算研究

运用数值模拟的方法对错排环布圆管翅片式换热板芯进行了研究,在300＜Re＜4 800的范围内对几种结构的速度场、温度场、局部Nu数分布、横向(即各圆周横截面上的)平均Nu数分布进行了比较分析.同时也对横向平均Nu数随Re数的变化,以及它与管排数的关系进行了研究,为该结构与直排圆管翅片式换热板芯作比较提供了理论依据,并对此结构的进一步研究奠定了基础.     

涡强化扁管管片式散热器中流动与换热的数值模拟

以空气为介质,在Re=500～2 100的范围通过数值模拟的方法对涡强化扁管管片散热器中涡产生器形成的涡的相互干涉及其对散热器流动与换热性能的影响进行了研究分析.说明了当涡产生器呈线性布置而涡产生器的数量发生变化时对横截面上平均Nu数和涡旋强度Γ的影响,并对在本文所采用的模型参数下加装涡产生器的最佳数量进行了探讨.     

转动圆柱对封闭腔内混合对流换热的影响研究

为研究转动部件对受限空间内对流换热的影响,数值分析了二维封闭方腔内转动圆柱引起的混合对流换热,对比了圆柱转动方向对流场、温度场和换热的影响.结果表明,随着理查森数Ri的增大,方腔内的流动逐渐由强制对流占主导地位向混合对流以及自然对流占主导地位过渡.Re=150,圆柱逆时针转动时平均Nu随Ri增大而增大,而圆柱顺时针转动时平均Nu随Ri增大先减小后增加;Ri=0.1及Ri=1时,圆柱逆时针转动时的局部Nu峰值高于顺时针转动,且最大相差分别为1.89%和19.33%.Gr=5×10~4,圆柱逆时针转动时的平均Nu随Ri增大而减小,而顺时针转动时的平均Nu随Ri增大也呈现先减小后增加的趋势;Ri=0.1及Ri=1时,圆柱逆时针转动与顺时针转动时的局部Nu峰值间最大相差分别为3.96%和26.17%.在Ri=2时,Nu具有最小值且圆柱转动方向对方腔内Nu的影响最大,对于固定Re和Gr两种情况下,圆柱逆时针转动时平均Nu比顺时针转动时分别提高约91.9%和93.6%.     

攻击角对涡产生器式管片换热器换热影响的数值分析

通过数值模拟的方法,研究了涡产生器攻击角在15°~45°之间变化时对错排圆管管片式换热板芯换热与阻力特性的影响.分析了不同攻击角的涡产生器强化板芯的局部对流换热系数、横向平均Nux以及平均对流换热系数、阻力系数的变化规律,为进一步提高换热器换热性能提供了理论依据.     

横向风作用下高速铁路车桥系统绕流特性分析

基于不可压缩二维雷诺平均N-S方程，采用RING（renormalization group）k-ε两方程湍流模型，对德国ICE（intercity-express）列车和标准简支梁组成的车桥系统在横向风作用下的二维绕流特性进行了分析．计算网格为由三角形非结构网格和四边形结构网格组成的混合网格，采用有限体积法对微分方程进行离散，应用SIMPLE算法解决压强-速度耦合关系．根据高速铁路桥梁带挡风墙的特点，引入空腔流动研究成果对车桥系统的绕流特性进行了理论分析．结果表明，高速铁路桥梁挡风墙的挡风机理在于充分运用了空腔流的旋涡特性．     

不同长宽比矩形高层建筑的分离再附流动特性

为研究边界层紊流特性、断面长宽比和空间位置等因素与矩形高层建筑分离再附流动特性之间的关联，通过不同长宽比矩形建筑模型的同步测压试验，获取不同工况下的表面风压实测数据；分析了影响矩形建筑三维分离再附流动和分离区长度演化规律的多种因素，探讨了大尺度紊流下矩形高层建筑的非定常气动力与分离再附流动特性的内在关联；定量给出了平均分离区长度在竖向的分布规律. 研究结果表明:紊流风场的积分尺度与建筑特征尺寸的比值关系会影响分离再附流动和气动力特性的试验精准度，最大偏差可达约24%；边界层紊流的干扰导致分离剪切层曲率增大，加强了对分离区的卷夹作用，稳定再附将发生在长宽比为2时；平均分离区长度在竖向方向逐渐增大，并依据试验结果给出了高层建筑侧面风压取值的修正建议.      

船用燃机碳氢燃料流动传热特性研究

本文针对船用化学回热燃气轮机回热通道内碳氢燃料流动传热特性,构建了基于RK-PR立方型状态方程及其混合规则高温裂解态碳氢燃料的热物性计算模型,建立了准一维高温碳氢燃料流动-传热-热裂解计算模型.相关计算结果表明:雷诺数的峰值随着质量流量的增加而向回热通道出口方向增大,对流换热效果增强;回热通道截面内径越大,对流换热系数...     

扩张管锥角对催化转化器气流流动特性的影响

催化转化器的结构对气流流动特性有较大的影响。催化转化器扩张管锥角是影响气流流动特性的主要因素之一。应用数值模拟的方法对催化转化器的气流流动特性进行了研究．建立了催化转化器的流体力学模型。对催化转化器的气流流速分布、截面流速不均匀系数和压力损失进行了分析。数值模拟结果表明，较大的扩张管锥角容易造成气流分离，使旋涡区增大，截面流速不均匀系数和压力损失增加。     

利用导热油技术加热沥青的探讨

介绍了利用导热油技术加热熬化沥青的设计方案，论述了工艺流程及其实施的可行性。     

热管内部的冷凝传热及冷凝恶化

根据热力学第一定律导出了包括界面切应力、传质及蒸汽速度影响在内的热管冷凝模型，根据热管内的冷凝特性及机理，讨论并分析了冷凝恶化，当液膜出口处的界面速度等于或小于零时，冷凝段发生冷凝恶化，这时冷凝传热急剧减弱，同时，在蒸发段极易产生局部干涸和壁温飞升。为了描述热管内部冷凝与蒸发传热间的这种相互作用的关系，本文提出了亚携带限的概念，亚携带限完全不同于通常概念上的携带限，通过控制亚携带限可有效地避免和防止冷凝段和蒸发段的传热恶化。     

航空发动机面式空气滑油散热器的性能分析

为了改进航空发动机在地面停机、起飞滑跑等工况下散热能力差的问题，利用发动机进气道作为传热表面设计了一款面式空气-滑油散热器，并基于4分块、7分块、直平面代替弧面等分区模拟的方法开展了其传热特性研究及分块模拟的等效性分析. 研究结果表明:采用4分块、7分块以及直平面代替弧面等条件下散热器和滑油温度分布及变化趋势都基本相似，且温度差都在1 K以内，通过滑油侧与空气侧计算出的单元散热器散热量偏差也都在5%以内；采用分区模拟进行大型面式散热器的散热特性分析以及采用“以直代曲”等方法模拟弧长与直径比在0.203以下的弧面具有可行性和可靠性.      

基于三维串热源的MIG焊接过程传热计算

建立了工件任意一移动点热源作用下温度场的瞬态模型,将MIG焊接热输入近似处理为沿3个坐标轴的三维串热源.计算了MIG焊瞬态温度场及焊接热循环,计算表明该模型能较精确地计算出焊缝横截面的几何形状,而且计算速度快.焊接工艺实验验证了该计算模型的可靠性.     

泡沫金属换热器压降与换热特性的实验研究

为研究泡沫金属应用于换热器的压降与换热特性,建立了一整套用于测试泡沫金属换热器的实验系统.实验结果表明孔密度为20PPI、孔隙率为90%的泡沫铜应用于换热器时换热性能有了很大的提高,在相同入口温度条件下温降约为光管时的3～4倍,同时压降也有一定程度的增加.分析了泡沫金属换热器产生压降及换热性能提高的主要原因.     

圆管平直翅片散热器翅片导热系数对其传热特性影响

圆管翅片式散热器是空调冷凝器、蒸发器常用的一种散热设备.提高该种散热器的传热性能、降低运行阻力可以减少机械能的消耗,减少排放.采用了完全耦合的数值方法对不同翅片材料下散热器在工况、结构不同时的性能进行了研究.分析了努塞尔数Nu、传热系数K随着翅片导热系数、管间距的变化关系.进一步分析了翅片材料、管间距对翅片表面传热性能的影响.     

中心仿射超曲面的热方程

假设初始流形是仿射空间中的局部严格凸的紧致无边的光滑超曲面，坐标原点在曲面凹的一侧，位置矢量与曲面横截，利用欧氏支撑函数，得到中心仿射超曲面的热方程的解在任何有限时间区间内都存在，并又保局部严格凸性及位置矢量与解曲面的横截性，当时间趋于无穷大时，解曲面收缩于一点。     

回热器对跨临界CO2热泵系统性能的影响

为了研究跨临界CO2热泵热水系统中,回热器传热面积对系统性能的影响,在不同的制冷剂充注量条件下实验研究了CO2热泵系统的性能.实验中,通过调节变频压缩机频率与电子膨胀阀开启度,保持了一定的制热量与蒸发器出口过热度.实验结果表明:在最佳制冷剂充注量条件下,随着回热器传热面积的增加,压缩机的压缩比下降,排气温度与吸气温度上升.采用回热器可以提高系统的最大制热系数,当回热器的无量纲传热面积为0.2时,可使最大制热系数提高约3.2%～5.1%.