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  • 简介:应用数值模拟方法,分析了流体在不同板间距的正弦型波纹通道内,周期性充分发展的稳态层流流动与换热的特性;探讨了板间距对流动与换热的影响,并对其综合性能进行评估.结果表明:在Re相同的条件下,通道内所形成旋涡的尺寸随相对间距λ/H(波长/间距)的减小而增大.

  • 标签: 波纹通道 板间距 数值研究 热影响 内流动 数值模拟方法
  • 简介:采用格子-玻尔兹曼方法(LBM),模拟研究微通道结构限制下微细布朗颗粒的运动.结果表明布朗粒子与微通道的相对大小、布朗粒子在微通道中的相对位置和微通道表面的粗糙性,都会对布朗粒子的扩散系数产生影响;从扰动波的角度出发,对模拟结果和现象进行了理论解释.

  • 标签: 布朗运动 结构限制 格子玻尔兹曼方法 扰动波
  • 简介:研究微通道中的气体混合是了解气体在微尺度下相关行为的重要内容,并且对于涉及微尺度下化学反应如燃烧问题的探索具有重要意义。利用直接模拟蒙特卡罗法(directsimulationMonteCarlo,DSMC),采用变软球(variablesoftsphere,VSS)模型,数值模拟了高度为1μm的平行微通道中不同壁面调节系数和不同隔板厚度下C0、N2两种气体的混合过程。结果表明:增大壁面调节系数不仅可以缩短混合长度,还可以使混合过程向上游推进;隔板厚度的存在使得隔板末端附近出现很小的非平衡回流区域,并促进混合过程的进行;隔板厚度的增加对气体分子向另一组分上游的扩散影响较小但会缩短混合长度。

  • 标签: 直接模拟蒙特卡罗法 变软球模型 气体混合 平行微通道 混合长度
  • 简介:应用有限时间热力学理论和方法(finitetimethermodynamics,FTT)建立了闭式不可逆热布雷顿热电冷联产(combinedcoolingheatandpower,CCHP)装置模型,导出了装置无量纲可用能率、[火用]输出率、利润率、第一定律效率和[火用]效率的解析式。通过数值计算得到了各个性能指标与压比的关系,优化了压比。分析了设计参数对最优性能的影响,发现热能够显著增大第一定律效率和[火用]效率;增大压气机和透平效率、压力恢复系数能够增大5个性能指标,但前者使相应压比增大,后者使相应压比减小;增大热电比能够显著增大可用能率和第一定律效率;分别存在最佳的供热温度使5个最优性能指标取得最大值;提高冷库温度能增大可用能率和第一定律效率,但会降低[火用]输出率、娴效率和利润率;通过各个最优性能之间的相互比较发现在实际设计中要选择折衷的方案使装置同时具有较好的热力学性能和经济性能。

  • 标签: 有限时间热力学 不可逆回热布雷顿热电冷联产装置 可用能率 输出率 利润率 第一定律效率
  • 简介:多孔介质可以强化相变传热,被广泛应用到电子器件散热中。热管依靠毛细芯孔隙内沸腾和凝结形成热质快速迁移的驱动,实现高密度和高效传热。薄层多孔层内沸腾时液体回流特性研究对提高热管传热效率、热流密度及寿命意义重大。通过不同多孔介质在不同液位下的池沸腾实验,获得了薄层多孔表面在较高热流密度下沸腾时的气泡特性和沸腾曲线,并结合毛细理论分析多孔表面的液特性。实验结果表明,高热流密度下毛细回流占主导作用,较小的有效毛细半径和较大的渗透率有利于液体回流。

  • 标签: 多孔介质 池沸腾 气泡特性 沸腾曲线 回液
  • 简介:通过对蒸汽注四冲程汽油机工作过程分析给出循环指标计算公式.结合实机算出动力性和经济性提高情况。为该技术完善和在实陵中推广提供依据。

  • 标签: 汽油机 蒸气喷射
  • 简介:应用湍流模型对涡轮叶片尾缘叉排针肋通道的换热与流动进行了三维数值模拟研究.为了研究冷却叶片尾缘处正压面与背压面之楔角对通道换热与流动的影响,在通道楔角θ为0°~20°进行了数值模拟计算;为了研究Reynolds数对通道换热与流动的影响,在Re为0.5×104~4.0×104进行了数值模拟计算.最后给出了一个最佳楔角.

  • 标签: 叶片尾缘 叉排针肋 楔型通道 数值模拟 航空 发动机设计
  • 简介:对高宽比c=3~15共5个矩形通道的流动进行了水力实验,实验通道的当量直径dh=1.0~1.2mm,通道宽b=0.6~0.8mm,流动雷诺数Re=50~10000,实验结果表明,大高度比微小宽度矩形通道内的层流流动计算应考虑高度比的影响,不宜采用当量圆管的公式,与普通圆管流动相比较,其层流一紊流的过渡区变窄,不出现f-Re图上阻力系数f随Re增大而增大的那一小段曲线,以及层流到紊流的最大临界雷诺数Rec随高宽比c而变,其最大值为2340。

  • 标签: 水力特性 矩形通道 大高度比 微小宽度 阻力系数 火箭
  • 简介:采用RNGk-ε模型对某600MW机组低压排汽通道内流动特性进行了三维数值研究,研究了排汽通道内流场分布并提出三种不同的导流方案对排汽通道内的流场进行优化改造。研究结果表明:排汽缸上部通道中气流呈漩涡流动,通道内排汽压力损失增加;在喉部出口截面每1/4区域内都有一个漩涡,相邻的两个漩涡之间流场分布不同;加装导流装置能够有效破坏流场中的漩涡结构,改善通道内的流场分布;在机组变负荷运行时,不同的优化方案同样适用;低负荷运行时,三种不同方案压力损失数值变化不大,方案三中喉部加装四块导流板时喉部出口流场均匀性最好。

  • 标签: 汽轮机 凝汽器喉部 导流装置 数值模拟 流场均匀性
  • 简介:利用分子动力学方法对铜-氩纳米流体和基础流体在不同剪切速度下的纳米尺度的Couette流进行模拟计算。结果表明:在纳米尺度通道内,纳米流体流动过程中颗粒存在旋转运动和平移运动,从而加强湍流效果,强化传热并影响整个流动区域内的流动速度分布,造成纳米流体速度呈非线性分布。壁面和纳米颗粒表面都会形成一层排布更为规则的液体原子吸附层,吸附层内液体分子在流体流动过程中一直伴随着壁面和纳米颗粒进行运动,且吸附层具有"类固"特性,可以增强纳米流体的传热能力。

  • 标签: 纳米通道 纳米流体 流动特性 分子动力学
  • 简介:热器作为斯特林热机的关键部件,对于太阳能斯特林热机整机性能有着重要影响。为克服传统金属丝网热器结构存在的填料单一,制造成本较高,工艺复杂问题,采用实用等温分析法,以热器的长径比、通流面积、填料种类以及孔隙率各项热器参数为基础,设计了一种新型斯特林热机热器,该回热器具有轴向压降小,换热性能高,结构稳定,加工制造简单的特点。开展了新型热器和传统金属丝网热器的换热性能对比研究,采用振荡条件下的局部热平衡方法研究热器的传热过程,对比传统金属丝网热器和新型热器的温度变化,速度变化以及压力变化。结果表明:在整体孔隙率相同的条件下,新型热器和传统金属丝网热器相比,整体启动速率相似,但新型热器压降减少0.04MPa,速度出现分段式变化,有利于热器的换热和结构稳定。因此,新型热器不但在结构上优于传统金属丝网热器,在换热特性上也优于传统金属丝网热器。

  • 标签: 斯特林热机 回热器 局部热平衡 换热特性
  • 简介:在雷诺数亿为6000,旋转数助为0~0.26内,数值模拟了旋转光滑径向出流通道的内流动与换热分布,分析了哥氏力对旋转管流的作用机理。计算结果表明,切向哥氏力推动了通道截面内的双涡二次流,径向哥氏力则使得近侧壁流体加速和中心流体减速。换热计算结果从定性趋势上吻合公开文献中的实验现象。反映了旋转附加力的基本影响规律。

  • 标签: 燃气轮机 冷却叶片 对流传热 数值模拟 旋转
  • 简介:采用一阶和修正二阶的滑移连续介质模型,对跨克努森数区域的低速微通道流进行二维和三维数值模拟。用实验结果和DSMC方法验证滑移连续介质模型在跨克努森数区域中的适用性,并详细讨论了微通道流的可压缩效应、稀薄效应、低雷诺数效应和三维特性。研究表明,克努森数是表征稀薄效应和模型适用性的特征参数,滑移连续介质模型适用于克努森数小于0.150的氮气流动;马赫数不再是微通道流可压缩效应的唯一标识参数;雷诺数是表征低雷诺数效应和三维特性的关键参数,高宽比大于20的微通道流具备良好的二维特性。

  • 标签: 微通道 克努森数 雷诺数 滑移模型
  • 简介:分析了不同宽高比截面的燃气轮机涡轮叶片内冷径向出流通道模型,对其内部流体的流动与换热进行了数值模拟,计算工况为Re=25000、密度比△ρ/ρ=0.13、旋转数Ro=0.24。对比不同宽高比通道的计算结果得出:小宽高比的通道能够强化主流速度型向后缘的偏移,并且可以强化通道后缘表面的换热;在大宽高比的通道中,主流速度型向后缘的偏移减弱,哥氏力二次流漩涡向两侧偏移明显加剧,通道后缘表面的换热被削弱,通道前缘的换热有所增强。

  • 标签: 燃气轮机 内冷通道 宽高比 哥氏力
  • 简介:利用FLUENT软件对某双燃料燃烧室重整气燃烧流场进行了数值研究。分析了蒸汽注比对燃烧室内温度分布、出口温度最大不均匀度和出口NOx体积分数等参数的影响。结果表明,随着蒸汽注比的增加,火焰筒中轴线的回流速度增大,燃烧室内火焰长度先缩短后增大,出口温度场最大不均匀度先降低后增大,出口NOx体积分数不断降低;燃烧室燃用重整气时,快速型NOx体积分数要多于热力型NOx体积分数。

  • 标签: 重整气 数值模拟 蒸汽回注 NOX排放
  • 简介:通过大涡模拟(LES)对T型通道内冷热流体混合过程的流动与传热情况进行了数值模拟,获得了混合区域内的瞬时速度和瞬时温度,通过时均值和均方根值来描述速度和温度的平均大小和波动程度。数值结果表明,在主管下游离主管和支管交汇中心不远处区域内速度和温度波动最为剧烈。该研究揭示了混合过程热波动的流动与传热本质,获得了温度波动强度与频率,对预测热疲劳和判断易发生区域具有指导意义。

  • 标签: T型通道 混合过程 热波动 大涡模拟
  • 简介:随着环保问题的日益突出,空气制冷系统的理论和实验研究重新受到重视。通过对开式空气制冷系统的三种热方案进行实验测试对比,分析了热器对系统性能及除湿效果的影响。实验结果表明:与无热的空气制冷系统相比,在相同的工况下,二级热系统可大幅降低涡轮出口温度,最大降低约8.5℃,并可大幅降低涡轮进口的含湿量,最大降低约35%。同时一级热系统和二级热系统均可大幅增加系统的COP和制冷量,但一级热器对涡轮进口含湿量的影响较小。

  • 标签: 空气制冷系统 回热方案 除湿性能
  • 简介:讨论了混合对流条件下环形通道中浮升力对流动及传热的影响.实验时用LDA测量了水向下流过竖直环形通道时的平均流速和湍流强度.对于逆浮升力方向的流动情况,湍流速度脉动和湍流剪切应力都因浮升力的影响而增加,从而传热得到了增强.当浮升力的影响特别大时,靠近环形内壁的流动出现反向流,在这种情况下即使流动在无浮升力影响时是层流,湍流也会由于浮升力的存在而产生,传热维持较好的效果.

  • 标签: 混合对流 浮升力 流动 传热 环形通道 热力系统
  • 简介:对超临界压力下RP-3航空煤油在内截面宽为4mm、高为4mm、固体壁面厚为1mm、加热段长度为500mm的水平矩形冷却通道内的对流传热特性进行了数值模拟研究。分析了通道内速度场的分布规律,讨论了热流密度、压力、进口温度对传热的影响。计算结果表明:当主流温度处于拟临界温度附近时,流体物性参数变化剧烈,导致传热系数降低,传热出现恶化。在超临界压力下,较低的热流密度、增大压力、降低进口流体温度或提高质量流速均有利于改善冷却通道内的传热性能。

  • 标签: 超临界压力 航空煤油 矩形冷却通道 对流传热 数值研究
  • 简介:雷诺数Re=214-10703时,通过数值模拟方法对布置有冲孔和无孔的两种矩形小翼涡流发生器的矩形通道进行了传热和流阻特性的研究。计算结果表明:在低雷诺数下,冲孔矩形小翼涡流发生器的传热因子j值与无孔矩形小翼涡流发生器相差不大,而在高雷诺数下,冲孔涡流发生器的传热因子j值略低于无孔涡流发生器,大约低1.03%-3.05%。在相同的雷诺数下,无孔矩形小翼涡流发生器的阻力因子f大于冲孔涡流发生器,而且随着雷诺数的增大二者的差距也越来越大。通过对比综合性能指标可知,两种通道的综合性能指标均随着雷诺数的增加而减小,而且冲孔矩形小翼涡流发生器的综合性能要优于无孔矩形小翼涡流发生器。

  • 标签: 涡流发生器 冲孔 强化传热 流动阻力 数值模拟