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．     

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.     

通道内矩形涡对涡发生器强化换热的数值研究

用数值模拟方法研究了在矩形通道底壁安装矩形涡产生器对(RWP)时纵向涡对层流换热的影响.在雷诺数变化范围为500~7 000,通道底壁安装RWP和不安装RWP两种情况下,比较了流体流动和换热性能.同时对涡产生器的高度和攻角对表面换热性能的影响也做了研究.结果表明:通道的底壁安装RWP可以显著提高换热性,雷诺数越大,换热性越强.随着涡产生器高度的增大,换热性增强,但阻力系数会急剧增加.当攻角为29°时,强化换热效果是最强的.     

涡干涉的流动显示与数值模拟

通过流动可视化方法并结合数值计算模拟了两个不同旋转方向涡的干涉及其发展过程.结果表明:在靠近装有涡产生器(VG)壁面的截面上的涡的强度较大,远离壁面的截面上的涡的强度较小;不同旋转方向的两个涡系相互干涉时合成涡系的强度有减弱趋势,离装涡产生器表面较近的纵向切面上合成涡系的强度减弱程度较小,在离装涡产生器表面较远的纵向切面上合成涡系的强度减弱程度较大,中心切面上合成涡系的强度减弱程度居中.     

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.     

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．     

不同旋转方向涡干涉的流动图像显示分析

通过流动可视化方法观察了两个不同旋转方向涡的干涉过程．实验表明：不同旋转方向的两个涡系相互干涉时合成涡系的强度有减弱趋势，离装涡产生器表面较近的纵向切面上合成涡系的强度减弱程度较小，在离装涡产生器表面较远的纵向切面上合成涡系的强度减弱程度较大，中心切面上合成涡系的强度减弱程度居中．     

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.     

涡产生器高度对换热器传热影响的仿真分析

用数值方法分析了涡产生器高度对带分流器的曲面矩形涡产生器式翅片传热与流动的影响,为使用这类换热器的设计提供了理论依据.研究表明,在翅片间距为2.4 mm涡产生器高度为1.4 mm,1.7 mm,2.0 mm和2.3 mm时,在同一雷诺数Re下,涡发生器高度1.7 mm时产生的二次流强度最大.随着雷诺数Re的增大,努塞尔数Nu也不断增大,阻力系数f减小.在同一雷诺数下,不同曲面矩形涡发生器高度时努塞尔数Nu相差不明显,阻力系数随着曲面矩形涡发生器高度的增大而增大.二次流强度Se与努塞尔数Nu存在唯一对应的关系,二次流强度Se越大,努塞尔数Nu也越大,传热效果更好.以强化因子为衡量标准优选,曲面矩形涡发生器高度1.7 mm获得最佳的综合性能.     

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.     

飞机巡航阶段尾涡遭遇安全性多参数评估方法

分析了飞机遭遇尾涡后的响应机理，综合考虑飞机滚转阻尼特性及操纵品质等因素，建立了飞机滚转角加速度计算模型；因飞机遭遇尾涡后飞行轨迹及飞行姿态发生改变，选择了多个扰动参数评估尾涡遭遇安全性，建立了飞机动力学参数计算模型；为确定尾涡遭遇可接受安全水平，基于国内现行尾流间隔标准，统计了中低空典型机型组合的尾流遭遇受扰参数计算数据；分析了高空尾涡流场演化特性，计算了高空巡航状态下的尾流安全间隔，分析了不同因素对飞行安全的影响。研究结果表明:与中低空相比，高空尾涡流场的初始强度大，持续距离长，飞行高度超过9 000 m后，尾涡消散随高度的增大而加快；当前机为超级重型机、重型机，现行尾流间隔无法保证飞行安全，需增加安全间隔1.4~2.1 km，飞行高度分别超过13 800、14 400 m后，尾涡遭遇严重度降低；当前机为一般重型机时，尾流安全间隔可缩减1.5 km以提高空域利用效率；当前机为中型机时，尾涡遭遇安全性较高，但此时受最小雷达间隔限制，无法进一步缩减前后机间距；后机的飞行速度越低，发生尾涡遭遇的严重程度越高；在后机初始滚转坡度角由0增加到10°的过程中，尾涡安全间隔增加1.3 km，增加幅度约为8.61%。可见，采用多个受扰参数能有效评估高空尾涡遭遇严重程度。      

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.     

三角翼破裂涡流的非定常特性

为了研究飞机的三角翼前缘涡破裂后,破裂涡流的非定常特性,在风洞中进行了75°后掠三角翼的动态测压实验.实验结果表明:三角翼翼面的压力脉动强度变化和翼面上前缘涡的流态是正相关的,在前缘涡破裂迎角区,上翼面的压力脉动强度最高达到33 Pa,抖振强度随迎角的变化趋势与上翼面的压力脉动随迎角的变化趋势相同.通过对压力信号的分析得出,三角翼翼面上的压力脉动主要是由破裂涡流中的螺旋波引起的,螺旋波产生了三角翼机翼抖振.      

Convective Heat Transfer Characteristics of the Elliptic Cylinder with Axis Ratio 4 : 1 in Crossflow

The heat transfer features around the elliptic cylinder of axis ratio 4: 1 in crossflow were investigated experimentally within a wide range of Reynolds number. By means of heat-mass transfer analogy and the naphthalene sublimation technique, the local heat transfer distribution and the mean heat transfer coefficient are clarified.The result shows that the mean heat transfer coefficient is higher than that of a circular cylinder in most Reynolds number range regarded, and this superiority turns to be more significant with the increase of flow speed. Moreover, the effect of axis ratio on mean heat transfer coefficient was investigated tentatively. The oil-lampblack technique was employed to enable visualization of the flow pattern around the cylinder and on the cylinder wall.     

尾部隔板影响圆柱绕流场的二维层流数值模拟

为了探讨尾部隔板对圆柱绕流场的影响,采用有限体积法、非结构化网格和层流模型求解二维不可压缩N-S方程.在雷诺数为200的条件下,对背流面沿流动方向的对称线上,带薄板的圆柱绕流场进行了数值模拟,得到了流场速度云图、斯特劳哈尔数及平均阻力系数随隔板长度的变化情况.研究结果表明:在圆柱尾部加入的隔板能有效改善旋涡的脱落情况,削弱尾迹区的能量耗散,同时降低绕流的斯特劳哈尔数.在板长与圆柱直径比为L/D≥7的情况下,加入的隔板使圆柱尾部的旋涡被拉伸为扁平结构并限定在隔板两侧,在扁平对涡的外侧形成类似流线型的流场结构;尾部的隔板也使绕流的阻力系数呈现下降的趋势,当L/D=7时,平均阻力系数下降了约40%.      

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%.