铝制错列锯齿型板翅式换热器内低温氦气流动传热特性研究

板翅式换热器具有传热系数高、适应性强、结构紧凑等特点,在大规模氦液化/制冷系统中得到广泛应用.文中通过数值研究了低温氦气流经锯齿型翅片通道的热工水力特性,通过对比实验获得了翅片型号65JC1403-03在室温(300 K)和液氮温区(77 K)下翅片表面低温氦气的传热摩擦性能数据,验证了文中数值模拟结果的可靠性.为进一步获得不同低温条件和翅片规格下的性能关联式,基于L25(54)正交设计展开了诸多数值仿真,系统研究了不同温区下的氦气流经不同规格锯齿型翅片表面的热工水力特性,提出了考虑氦气和铝制翅片热物性变化的传热和摩擦关联式.由于锯齿型翅片表面性能不仅受低温氦气热物性、金属热导率的影响,而且还受到低温运行条件的影响,因此在传热系数j和摩擦系数f关联式拟合过程中引入了无量纲Pr数和翅片效率η_f,以扩展低温下关联式的预测能力.结果表明与仿真数据相比,该预测关联式具有较高的预测精度,j和f预测值的均方根误差分别为10.49%和12.77%,所提出的关联式能够精确预测低温氦气在锯齿型翅片通道内的流动传热性能.     

错列翅片板翅式换热器传热性能数值研究

应用SIMPLE算法对错列翅片板翅式换热器换热表面的流动及传热进行数值模拟,根据数值模拟结果分析了几何参数对流动及传热的影响,研究表明此紧凑式换热器具有良好的换热特性.该研究进一步弄清其换热机理,这无疑极大地改进了错列翅片板翅式换热器的设计方法.     

错列翅片板翅式换热器传热性能数值研究

应用SIMPLE算法对错列翅片板翅式换热器换热表面的流动及传热进行数值模拟，根据数值模拟结果分析了几何参数对流动及传热的影响，研究表明此紧凑式换热器具有良好的换热特性。该研究进一步弄清其换热机理，这无疑极大地改进了错列翅片板翅式换热器的设计方法。     

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％．     

超临界LNG在新型船用换热器冷通道内流动换热特性研究

本文在新型换热器冷通道内,对超临界状态下LNG的对流换热过程进行数值模拟,分别研究入口温度、入口质量流量和壁面热流密度对超临界甲烷流动与换热特性的影响,提出一种在直通道中加入凹槽结构的强化换热模型。首先采用Ansys Space Claim对换热通道进行几何建模,再使用Siemens STAR-CCM+仿真软件对模型进行网格划分和求解。研究发现：局部对流换热系数随着入口温度的升高有所降低,努塞尔数变化趋势与局部对流换热系数变化趋势大致相同,在斜通道内,超临界LNG具有更好的换热性能;当通道入口质量流量和壁面热流密度增加时,局部对流换热系数也随之增大;凹槽结构对换热器换热性能有较大的提升,对综合性能的提升较小。     

舰船集成式换热器壳程流场数值模拟

由于受尺寸重量限制,舰船换热器对集成优化设计水平要求较高。为实现这一目标,在设计中经常同时采用数值模拟和试验验证2种方法,特别是数值模拟由于其具有高效、精准和低成本优势,使得其在换热器设计中应用越来越广泛。本文在对某型集成式换热器合理简化基础上,构建了相应的数值分析耦合传热模型,完成了换热器壳程流场和温度场数值仿真,仿真结果显示换热器流动区域中换热比较均匀,折流板强化换热效果显著,但其也相应增加了壳程流动阻力。本文研究为换热器性能进一步提升奠定了良好的技术基础。     

大型水面舰船工作空间通道通行能力仿真分析

大型水面舰船工作空间通道作为舰船内部人员流动的载体,其通行能力是人员流动性能与工作效率的衡量指标,在保证水面舰船技术性能指标的前提下,舰船总体方案设计应考虑舰船内部工作空间通道的通行能力,为完成具体作业任务操作的人员流动提供便捷的通道。本文通过对大型水面舰船工作空间通道通行能力影响因素、分析指标以及舰船通道人员流动特性的分析,依托人员流动仿真技术构建舰船通道人员流动仿真模型,模拟分析通行设施设置参数变化时内部人员的流动情况,以横向直行走廊通道为例进行设施设置参数与通行能力分析指标关系模型的说明。     

某船用柴油机排气管路流动分析及均匀性评估

[目的]船舶柴油机选择性催化还原(SCR)反应器的NOx转换效率受其入口流场均匀性的影响。为优化柴油机排气管路设计,提高其转换效率,有必要建立合理的入口流场均匀性评价体系。[方法]以某船用柴油机排气管路为研究对象,首先,在额定工况下对其流动特性进行分析;然后,在此基础上进一步通过引入多项评价指标,从不同的角度对SCR反应器入口流场均匀性进行评估,并对各评价指标之间的差异性与适用性进行探讨。[结果]结果表明,管道弯折、突变部位的压力损失约占排气系统的20%,且SCR反应器入口前的弯折对其入口流场均匀性的影响较大,局部最大不均匀度高达19.96%。[结论]研究显示,为提高入口流场均匀性,SCR反应器入口面应与弯折、突变部位保持一定的距离;对于船用柴油机排气系统,均匀性指数γ值和局部面积最大不均匀度δ更能切实地评价SCR反应器入口流场均匀性。研究结果可为合理评估流场均匀性提供重要参考依据。     

船舶废气固体颗粒在捕集器中的流动沉积特性

颗粒捕集器广泛应用于船舶尾气处理领域，经常出现内部堵塞共性难题。采用数值模拟方法对固体颗粒在微通道内的流动与沉积过程进行计算与分析，发现流动速度与颗粒尺寸对于固体颗粒在通道内的流动与沉积特性具有重要影响。研究结果表明：随着船舶废气流动速度的增加，颗粒沉积位置由入口区域逐渐向远离入口500 mm的区域聚集；流动速度较小时，随着颗粒尺寸增加，沉积位置逐渐远离通道入口，而当流动速度较大时，随着颗粒尺寸增加，沉积位置逐渐靠近通道入口。     

电机用冷却器翅片侧空气热力过程的三维数值模拟计算及分析

本文利用FLUENT模拟了管排数为四的电机冷却器波纹翅片表面空气流动和传热过程、表面温度和压降分布情况,分析了翅片入口风速对翅片表面的温度、空气压降、换热系数的影响,对内部的热交换过程有一个比较清晰直观的模拟计算及分析,从而为合理选择风速和翅片的结构优化提供一定的理论基础。