车辆热管理系统及其研究

车辆热管理技术是提高车辆经济性和动力性、保证关键部件安全运行和车辆行驶安全的重要途径。文章介绍了车辆热管理的内涵和研究内容,报告了车辆热管理的发展现状与相应的仿真和试验研究方法。阐述了进行车辆热管理集成研究的重要性,指出只有深入研究系统的流动与传热机理,综合利用废热,从整车热管理集成的高度来进行优化匹配设计,才能发挥车辆热管理系统的最大优势。     

水平管降膜厚度分布特性及对传热的影响

为了解水平管降膜流动状况,基于气液两相界面的物理特性,在外径为20～32 mm、管间距为10～40mm、雷诺数为150 ～ 800的范围内,应用电导探针法,实验研究了液膜沿水平管周向分布特性,获得了液膜在10°～170°周向范围内的分布参数,分析了这些分布参数对水平管局部传热的影响.结果表明:Nusselt公式对圆管下半周液膜厚度的预测值明显偏大,在不同工况下,最薄液膜出现在周向角为90° ～ 115°的区域内;液膜厚度随管间距的增加而减小,随雷诺数的增加而增大,管径变化对其影响很小;粗糙管壁可以薄化液膜,传热管结垢区域容易引起液膜破裂,导致“干斑”现象发生.     

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.     

The Current Situation of the Study on Twisted Tape Inserts in Pipe Exchangers

Heat transfer enhancement is used in many applications including heat exchangers, air conditioning, and refrigeration systems; hence many researchers have conducted experimental and numerical researches on heat transfer enhancement and have developed various techniques and methods. As a passive heat transfer technique, twisted tapes are widely used in various industries for their cost savings, lower maintenance requirements and the fact that they are easily set up. This paper introduces the principle of heat transfer enhancement of twisted tapes and reviews some of the experimental works done by researchers on this technique in recent years. The variously modified twisted tape inserts are widely researched and used to enhance heat transfer efficiency for heat exchangers. Twisted tapes perform better in low Re conditions and in square tubes. However, they could also cause higher pressure drops. Twisted tapes have great potential and profound implications if they can be used in traditional heat exchangers. Besides this, some correlations between the Nusselt number and friction factors are presented in this paper.     

基于数值模拟的复杂船舶围壁传热计算

采用数值模拟软件ANSYS和FLUENT对船舶复杂围壁分别进行稳态和动态的模拟计算,并将计算结果与相关手册提供的简化算法的计算结果进行对比。结果表明,采用简化计算方法得到的船舶典型围壁传热系数与采用数值方法计算得到的传热系数差异较大,计算误差约达10%。同时,采用稳态传热（即采用传热系数）计算的围壁传热量与采用动态方法计算的围壁传热量的差异也较大。因此,在计算围壁传热量时,应采用动态计算方法。     

基于数值模拟的复杂船舶围壁传热计算

采用数值模拟软件ANSYS和FLUENT对船舶复杂围壁分别进行稳态和动态的模拟计算,并将计算结果与相关手册提供的简化算法的计算结果进行对比。结果表明,采用简化计算方法得到的船舶典型围壁传热系数与采用数值方法计算得到的传热系数差异较大,计算误差约达10％。同时,采用稳态传热（即采用传热系数）计算的围壁传热量与采用动态方法计算的围壁传热量的差异也较大。因此,在计算围壁传热量时,应采用动态计算方法。     

船闸底板混凝土热力学参数反分析

对某船闸上游中底板混凝土热力学参数进行了反分析。运用三维有限元传热模型结合遗传算法,确定了该船闸底板的发热率公式。据此发热率公式对船闸底板三维瞬态温度场进行数值分析,并与原型观测试验进行了对比。结果显 示,计算值与原型观测值在时间历程上最大相差1.1%,反分析可满足工程精度要求;同时验证了利用三维有限元方法结合原型观测数据反分析混凝土绝热温升规律等热力学参数的可行性;反分析过程显示,遗传算法的快速性一定程度上弥补了采用三维模型增加的计算量。     

汽车排气系统脉动强化传热机理研究

为探索高温尾气、受热零部件和外部环境及相应物理场间的耦合关系,建立汽车排气系统内外流固耦合传热模型,并对模型及数值方法进行验证。数值试验表明,内流速度与温度的脉动都会使对流传热系数增大,且随着速度和温度脉动振幅的增长,传热近似呈2次函数关系增长,温度的脉动对强化传热效果更好。同时,提出了一种稳态速度等效法来预测发动机尾气脉动的强化传热效果,该方法也可以应用于排气系统的热应力及其变形的计算上。     

气流纵掠针肋套管热力性能实验研究

本文对锅炉上使用的新型传热元件－针肋套管的热力性能进行了研究，详尽分析气流在针肋套管中流动和换热情况，推导出努谢尔特数和流动阻力的相似解，并对影响因素进行了逐个分析，着重对难以确实的关键参数进行传热、流阻实验、获得了该套管模型的热力特性。推荐了锅炉设计时针肋套管热力计算方法及该套管元件运行的最佳工况范围，并预测了雷诺数对针肋几何结构参数的影响趋势。     

板式热交换器流动分布的理论分析与实验研究

板式热交换器和相同形状波纹槽道的流阻和传热有较大的差距，通过流型观测发现板式热器内的流量分配不均匀，偏流的存在降低了板式热交换器的传热性能，增大了流阻，在压力降试的基础上，提出了单元流路分析的原理和方法，能够定量计算板式热交换器内的流量分布，并计算了BR10和BR12两种板式热交换器。计算表明，进出口段的波纹形式能显著地影响板式热交换器内的流量偏差。误差分析验证了单元流路分析结果的可靠性。