管片式换热器传热与阻力特性的数值研究

在适体坐标系中采用有限差分法对错排圆管管片式换热芯子的三维层流流动及其换热特性进行了研究．计算的网格由微分方程法生成，对雷诺数Re在163～978之间的空气流动与传热特性进行了分析，得出了速度场、横向平均Nu数以及平均对流换热系数与压力降随Re的变化规律，为改进翅片结构，强化换热提供了理论依据．     

圆管管翅式换热器耦合传热数值方法研究

为了研究圆管管翅式换热器流动与传热特性,采用分区求解、边界耦合的方法对圆管管翅式换热器进行三维数值模拟,通过模型实验值对比验证了肋侧流动通道对流换热系数h的数值解,研究了翅片间距对换热器传热性能的影响.研究结果表明:当空气进口速度uin较小时,非耦合分析的数值解与实验值更为接近;当空气进口速度uin大于5m/s的时候,耦合方法得到的数值解与实验值之间的误差小于2%,所得结论为数值设计管翅式换热器提供一定的参考.     

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.     

圆管连续肋肋效率数值计算

用有限元法对圆管连续肋肋效率进行了分析计算,比较了肋片厚度、管间距等参数对顺排圆管和错排圆管连续肋肋效率的影响,并与圆管连续肋肋效率简化计算公式的计算结果进行了比较.同时,用等步长优化方法对管间距进行优化设计,确定了最佳肋效率时顺排圆管和错排圆管的管间距比.     

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.     

扁管连续肋肋效率三维数值模拟

用有限元法对扁管连续肋肋效率进行了分析计算。比较了肋片厚度、管间距等参数对顺排扁管和错排扁管连续肋肋效率的影响，并与扁管连续肋肋效率简化计算公式的计算结果进行了比较。同时，用等步长优化方法对管间距进行优化设计，确定了最佳肋效率时顺排扁管和错排扁管的管间距．     

扁管翅片通道中涡干涉及其对换热性能的影响

涡强化扁管管片散热器通过涡产生器形成的涡来增强流体在横断面上的二次流及其扰动，从而强化了换热．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换热性能的影响进行了研究分析，结果表明，当涡产生器的交错系数Sr在一定范围内，由上游涡产生器产生的涡与下游涡产生器产生的相反方向的涡发生干涉，由于涡的干涉在未带涡产生器的肋片表面附近涡的强度明显减弱，从而导致了未带涡产生器肋片表面的换热性能的降低．     

内燃机车散热器新型强化翅片板芯试验研究

随着内燃机车向高速与重载大功率方向的发展，对散热器的要求越来越高．为此，设计了一种新型内燃机车散热器强化翅片板芯，并在风洞试验台上进行蒸汽凝结试验．试验结果表明：在相同的雷诺数和片间距下，新型涡产生器式强化翅片板芯比光片板芯换热能力更强．     

柴油机散热器的散热性能比较

通过实验及计算得到散热器传热系数的实验值及理论值,对平片型平直翅片管散热器、螺旋形翅片圆管散热器与整体式梳状翅片管散热器在同一工况下的散热性能进行了比较.通过实验导出平片型平直翅片管散热器和整体式梳状翅片管散热器的气侧传热因子二次拟合式.由二次拟合式计算出的2种散热器的传热系数与理论计算系数相比误差较小.     

对流换热系数的反求方法

针对对流换热系数影响因素多,求解困难,传统的数值计算多采用试凑法,人工修改对流换热系数,使最后边界温度的计算值与测量值吻合,但是收敛缓慢耗费人工.基于反问题分析原理,结合无约束优化思想,提出了一种求解对流换热系数的方法,解决了这一问题.     

带曲面涡产生器的管片式换热器阻力特性实验研究

涡产生器可装在管片式散热器的翅片表面,是一较好的强化传热粗糙元.但目前的研究主要集中在对平直涡产生器的研究,对曲面涡产生器的研究非常少.以空气为工质,分别对3种不同管间距的光板板芯及对应装有不同高度曲面涡产生器的板芯在不同板间距时的空气流动阻力做了实验研究.实验结果表明:在不同管间距、板间距时,板芯装涡产生器阻力系数均比光板板芯的阻力系数大,并且在低雷诺数时的增幅比较大,随着雷诺数的提高,阻力系数逐渐降低并趋于平缓,且阻力系数增幅大大减少.     

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.     

Experimental study of the airside performance for interrupted fin-and-tube heat exchanger with hydrophilic coating under dehumidifying conditions

The airside heat transfer and friction characteristics of seven interrupted fin-and-tube heat exchangers with hydrophilic coating under dehumidifying conditions are experimented. The effects of number of tube rows, fin pitch and inlet relative humidity on airside performance are analyzed. The test results show that the influence of fin pitch on the friction characteristic under dehumidifying conditions is similar to that under dry surface, and the friction factors decrease slightly with the increase of number of tube rows. The heat transfer performance decreases as fin pitch and number of tube rows increases. The heat transfer performance and the friction characteristic are independent of inlet relative humidity. Based on the test results, heat transfer and friction correlations in terms of the Colburn j factor and Fanning f factor, are proposed to describe the airside performance of the interrupted fin geometry with hydrophilic coating under dehumidifying conditions. The correlation of the Colburn j factor gives a mean deviation of 9.7%, while the correlation of the Fanning f factor shows a mean deviation of 7.3%.     

顺排圆管涡产生器式强化传热板芯凝结实验研究

以280柴油机中冷器为研究对象,应用涡产生器式强化传热机理,对顺排圆管涡产生器式强化板芯的4种不同片间距试件的传热与阻力特性进行了凝结实验研究,比较了凝结实验结果和传热/传质比拟实验结果.研究获得了顺排圆管涡产生器式强化芯板的性能指标,结果表明:萘升华传热/传质比拟实验结果与真实的换热板芯凝结实验结果非常接近.     

Design and Combustion Characteristic Analysis of Free Piston Stirling Engine External Combustion System

The free piston Stirling engine external combustion system was simulated to investigate the diesel-air combustion characteristics in order to demonstrate its feasibility by computational fluid dynamics (CFD). The different effects on combustion were distinguished by analyzing the combustion burner, the injection position of diesel oil, the front tube arrangement of Stirling heater head and the back fin. The results show that the tilted front tube arrangement of the heater head with the back fin is the best practicable technology while the distance between the diesel nozzle position and the swirler top is 0. Its total heat flux is 15.6 kW, and the average heat transfer coefficients of the front and back tubes are 127W/(m² · K) and 192W/(m² · K), respectively. The heat transfer is mainly through convection, and the proportion of radiative heat transfer is only 16.9%. The best combustion efficiency of the free piston Stirling engine external combustion system is 86%.     

基于FLUENT的硅油减振器热片散热性能分析

散热片的散热性能好坏严重影响硅油减振器的使用寿命.利用计算流体力学软件FLUENT,建立了硅油减振器散热片的三维模型,模型中将热场与流场进行了耦合;通过对散热片表面的温度分布特性、空气流动特性和散热率进行数值模拟,研究分析了散热片不同结构型式对其散热性能的影响.本文的分析方法可用于指导硅油减振器散热片的设计和选型.     

零航速减摇鳍升力模型分析及系统仿真研究

根据零航速下减摇鳍的运动方式,对减摇鳍在非定常流中的受力情况进行分析,建立了零航速减摇鳍的升力模型.利用CFD软件Fluent零航速下减摇鳍升力进行数值仿真,依据仿真数据通过回归分析方法整定升力模型待定参数.针对升力模型的非线性特性和系统模型的不确定性,通过PID-NN控制算法进行控制器设计,并对系统进行仿真.仿真显示所设计的零航速减摇鳍系统取得了满意的减摇效果.     

SWATH船稳定鳍的优化设计

建立了SWATH船稳定鳍优化的数学模型,并针对模型多设计变量、非线性和多约束等特点采用了遗传算法对其进行了优化求解．然后,以SWATH-6A为实例对稳定鳍的安装位置、展长和弦长进行了优化,并将优化结果跟已有的一对鳍进行了比较研究．从仿真结果来看,在相同的条件下文中优化得到的稳定鳍能使SWATH船的各方面性能都更好．     

NUMERICAL STUDY ON FLOW DISTRIBUTION IN PLATE-FIN HEAT EXCHANGERS

Inthethermodynamicdesignofplate finheatexchangers,itisgenerallyassumedthattheinletfluidisuniformlydividedamongallthe parallelpassagesinthewholeexchangercore .Inpractice ,however,flowmaldistributionexistspossiblybe causeoftheimproperstructure,imperfectdesign ,andflow passages[1 ] .Forplate finheatexchangers ,theflowmaldistributionnotonlycanresultinanobviousreductioninthemechanicalperformance ,butalsocauseasignificantdeteriorationofthether malperformance .Therefore ,theflowmaldistribu tionhasbec…     

管壳式换热器强化传热研究进展

介绍了近年来国内外管壳式换热器强化传热的研究进展,并从强化传热机理出发,分析了管壳式换热器中的各种强化传热元件的结构特点、强化效果以及适应工况,提出了管壳式换热器强化传热的研究方向.