人字形板式换热器耦合传热特性分析

以人字形波纹板式换热器为基础,建立了完整的三板双流道耦合传热模型,并进行了数值分析。结果表明:在单边流动方式下流体出现了流量分配不均的情况,在导流区较为严重,流速与流量分布规律相同,在换热区靠近触点的位置流速更大。对计算模型施加展向周期性边界条件,发现波纹板的温度分布、总传热系数与常见的单元传热相比,误差更小。因此,在进行板式换热器模拟计算时,需要考虑耦合传热。同时分析了局部努塞尔数和二次流强度的变化趋势,发现在主流方向上,局部努塞尔数和二次流强度的变化趋势基本相同,在触点位置都出现了剧烈的变化,增强了换热,因此在设计板式换热器时,可以考虑通过适当改变结构以增加触点个数来增强换热。

高炉烧结中烟灰在换热器中的积灰特性研究

高炉炼铁中产生大量的高温烟气,余热资源利用潜力巨大。但利用过程中往往会因烟气中的灰尘颗粒沉积在烟气换热器翅片表面,导致换热性能下降,影响烟气余热回收利用。为减少积灰的不利影响,了解灰分在换热器翅片表面的沉积特性十分必要。本文设计并搭建了烟气换热器试件积灰实验台,选取2个波纹翅片管换热器为试件,在190℃、空气流量0.05 kg/s、海拔1500 m,相对湿度12%,892.1 mg/m3灰分浓度、3小时工作条件下进行实验,研究烟气换热器翅片表面灰分沉积特性。研究表明灰分主要堆积在迎风面的翅片前缘、背风面翅片和换热管的背风面上,两个试件分别增加3.91 g、8.72 g。试件上的灰分沉积率分别为0.699%、1.27%。

倾角较小热面向上平板自然对流边界层转变点Ra的确定

用分析流体不稳定性的方法对热面向上倾角较小平板自然对流边界层转变点Ra进行分析。获得了Ra值在目前所公认的数值范围之内。

青藏铁路空调列车车体围护结构非稳定传热分析

考虑青藏铁路沿线的特殊气候条件及运行列车车体围护结构的热惰性,利用非稳定传热理论编程计算列车运行中车内外相关参数及车体围护结构的传热量,并与不同计算基准温度下稳定传热计算结果进行比对。对青藏铁路,太阳辐射对车体围护结构外表综合温度影响显著,而且不同车次各朝向的车体围护结构外表综合温度波的变化趋势差异较大,这主要是由于车体不同部位在不同时刻接受到的太阳辐射强度不同;对青藏铁路绝大部分区段,用非稳定传热计算方法所得到的车体围护结构传热量均大于同样计算条件下用稳定传热计算方法得出的结果,说明原设计中采用稳定传热计算方法按照设计日最高温度确定的车体围护结构传热量冷负荷偏小,这虽然有利于空调制冷节能,但却增大了供暖能耗。采用非稳定计算方法分析车体围护结构传热,可为列车空调制冷系统的运行调节、改进供氧系统与空调系统的协作方式以及能耗分析、提高青藏铁路列车车内环境参数的控制精度提供更准确的依据。

内螺纹肋管内流动与传热的数值模拟

本文以空气为介质(Pr=0.698),通过数值模拟的方法在Re=600-2000的范围内对内螺纹肋管内周期性充分发展的层流流动进行了模拟分析,说明了不同Re、螺纹肋的旋转角度α、螺纹肋的牙数N8对速度环量、Nu、Nu和阻力系数的影响,并通过对Nu和速度环量之间的关系进行了分析,得出在内螺纹肋管内强化换热流动中决定换热强度的物理量一速度环量。

圆形冲击射流传热性能的实验研究

应用萘升华传质/传热比拟技术,对单个圆形射流在不同喷嘴到被冲击表面距离(1≤H/D≤12),在7×103≤R e≤1.9×104时,进行了局部传质/传热实验;研究了不同喷嘴到被冲击表面距离和不同R e对单个圆形射流局部换热特性的影响。单个圆形射流局部传热系数随着R e的增加而大幅度增加,R e是影响局部换热系数的主要因素。在同一R e下局部换热系数沿轴向非单调变化,在驻点处当H/D≌6时换热系数达到峰值;H/D<6时,局部换热系数沿径向有两个峰值;随H/D的增加,中心区局部N u减小,但影响范围变大。

列车蛇形运动状态下轮轨接触特性分析

为了分析列车在蛇形运动状态下轮轨接触区域的形状、面积、轮轨接触应力和Mises应力的特性,根据有限元理论并结合ANSYS有限元软件,建立包含一个轮对的轮轨系统有限元模型,计算分析轮轨接触特性与轴重和轮对摇头角之间的关系,计算结果表明:轮对摇头角对接触特性的影响不是很明显,而轴重和轮对中心横移量对轮轨接触斑的面积和形状有着显著的影响;接触斑的形状不同于用Hertz理论得到的椭圆形接触斑。

建筑外壁面换热系数对室内自然对流传热影响

为研究建筑外壁面换热系数与供暖室内自然对流换热的关联性,采用修正的湍流k-ε模型对外墙外壁面不同换热系数情况下的室内自然对流换热过程进行了数值分析并对比了热负荷值。结果表明:在满足室内供暖温度(18℃)要求条件下,考虑外界辐射和蒸发对外壁面换热过程的作用(外壁面换热系数取8.1 W·m-2·°C-1),所得散热器表面的换热能力要低于按照暖通设计规范取值(外壁面换热系数取23.3 W·m-2·°C-1)所得结果,两种取值方式对室内温度场和舒适性的影响很微弱,但所得室内热负荷之间的差异达到了6.2%。

扁管换热器内纵向涡强度与换热强度对应关系

纵向涡强化传热技术在管翅式换热器中得到了广泛的应用。但是一直以来对纵向涡强化传热的研究主要停留在涡产生器结构参数及布置方式对换热的影响方面,文献对纵向涡强度与换热强度之间定量关系的研究鲜有报道。建立了采用纵向涡强化传热的扁管管翅换热器数值模型,采用二次流强度参数Se分析了翅片及涡产生器结构参数变化时,通道内纵向涡强度与换热强度之间的定量关系;并定量分析了通道中涡产生器引起的纵向涡强度增量与传热强化量之间的定量关系。结果表明:翅片及涡产生器结构参数变化时,Nu、Se与Re之间,以及阻力系数f与Re及Se之间均不存在定量对应关系,但Se与Nu以及?Se与?Nu之间存在对应关系。这表明,在布置有纵向涡产生器的扁管管翅换热器翅侧通道内,纵向涡强度决定了通道内的换热强度。

顺排圆管涡产生器式中冷器研究

针对 16 V2 80型机车柴油机中冷器 ,应用涡产生器式翅片设计了新型顺排圆管管片式换热板芯 ,通过传质、传热比拟实验和真实元件的凝结传热实验 ,证明顺排圆管管片式换热板芯换热能力强 ,空气压力损失小 ,与圆管光片换热板芯相比 ,换热能力平均提高 2 0 %左右。应用涡产生器的顺排圆管管片式中冷器能够满足 16 V2

涡产生器结构参数对管片式换热器局部传热特性的影响

通过萘升华传质 /传热比拟实验 ,研究了涡产生器攻角θ、形状角 β及跨局Δy对顺排圆管管片式板芯传热特性的影响 .结果表明 ,涡产生器可显著改善圆管尾部回流区的换热 ;对给定的Re数 ,Nu数随攻角的增大而增大 ;适当减小形状角可以扩大涡旋的影响区域 ,从而使换热增强 ;当Re数较小时 ,适当减小跨距会更有效地改善圆管尾部回流区的换热 .

含扭曲带管内流动与传热的数值模拟

以空气为介质 (Pr=0 6 98) ,通过数值模拟的方法在Re=30 0～ 80 0的范围内对含扭曲带管内周期性充分发展的层流流动进行了模拟分析 ,说明了不同Re、扭曲比y、纽带厚度δ和翅片系数Cfin对Nu、速度环量和阻力系数的影响 ,并通过对Nu和速度环量之间的关系进行了分析 ,得出在含扭曲带管内强化换热流动中决定换热能力的物理量———速度环量 .

地基刚度对三维非线性轮轨接触的动力影响

研究目的-为了进一步探明地基刚度对轮轨接触的影响，以轮轨接触三维实体非线性有限元模型为研究对象，采用瞬态动力学分析方法，在轨道不平顺的条件下研究地基刚度对轮轨接触的动力影响。研究结论：结果表明：（1）车轮的总位移主要是地基的弹性变形，在不平顺激励力的作用下，地基刚度对轮轨的位移、应力等影响较大，选取合理的地基刚度可以降低轮轨之间的应力；（2）通过分析列车速度和轮重对轮轨竖向位移、接触应力以及加速度的影响，得出合理的地基刚度为600—1000MPa／m；（3）本文所总结的轨道不平顺条件对轮轨接触的影响规律，以及车速、轮重、地基刚度对轮轨振动的影响规律对高速列车的地基和轮轨接触设计具有参考作用。

基于聚酰亚胺的电容式湿度传感元件的研制

以P型单晶硅为基片,聚酰亚胺为湿敏介质,钛和金为电极材料,通过氧化SiO2绝缘层、磁控溅射平板下电极和栅状上电极、涂敷湿敏介质及其亚胺化,制作了平行板电容式湿度传感元件.介绍了传感元件的制造工艺和感湿机理,测试了成品的湿敏特性,对测试结果进行了分析.结果表明本文研制的湿度传感器设计合理、性能稳定,可满足湿度测量的要求,其性能主要取决于聚酰亚胺膜的制备过程,以及栅状上电极的结构.

北方地区供暖情况下室内热环境数值分析

为研究建筑围护结构热工性能与供暖季室内散热器传热特性的关联性,采用一种修正的湍流k-ε模型对兰州地区某民用住宅室内热环境进行了数值分析,获得了该住宅在4种外墙类型情况下的散热器传热特性和室内流场、温度场分布。结果表明:在满足室内供暖温度要求条件下(室内平均温度达到18°C),散热器表面对流换热能力随外墙导热系数的增大而增大;室内形成了明显的温度分层现象,外墙导热系数越大,接近地板的温度越低,形成的"冷气湖"厚度自东墙朝西墙方向逐渐变薄;选择不同的外墙类型,室内速度场的变化很微弱。

碳纤维/石墨/铜复合材料的制备与性能研究

采用碳纤维布、铜粉、石墨、酚醛树脂、铜网等材料,通过热压成型等工艺,制备了新型碳纤维/石墨/铜复合材料受电弓滑板.通过对该复合材料的物理和力学性能测试,并与目前常用的受电弓滑板的材料进行了对比.实验结果表明:碳纤维/石墨/铜复合材料受电弓滑板具有密度小、电阻率低、抗弯强度及冲击韧性强等特点,适合于制作电力机车的受电弓滑板.

四喷嘴圆形冲击射流局部传热性能的实验研究

应用萘升华传质/传热比拟技术,对喷嘴组圆形射流在不同喷嘴到被冲击表面距离(2≤H/D≤8),在4×103≤Re≤1.0×104范围内,进行了局部传质/传热实验,研究了不同喷嘴到被冲击表面距离和不同Re数对喷嘴组圆形射流局部换热特性的影响.研究结果表明,实验条件下,喷嘴组空气射流局部Na数呈对称分布,在附加驻点区换热与驻点区有所不同,被冲击表面中心处的换热处于最不利的位置.对喷嘴组中每一个射流而言,换热系数沿径向的变化与单个圆形射流的变化不同,靠近被冲击面中心的一侧换热系数下降较快.

涡产生器圆管管片式机车柴油机中冷器传热与阻力研究

涡产生器（ＶＧ）是一种新的表面强化换热结构，本研究将这种结构运用于圆管管片式换热元件，对三种不同片间距、翼高和攻击角的试件进行了传质、传热比拟实验，分析了这三种结构参数对换热元件传热与阻力特性的影响。运用传热因子、相同泵功率下换热量比等评价方法比较了ＶＧ、光片和ＩＮＡＮ三种圆管管片式换热元件的传热与阻力性能。相同泵功率下ＶＧ换热元件比光片换热元件换热量提高１２％，从传热与阻力两方面综合比较，ＶＧ换热元件比ＩＮＡＮ换热元件也有一定优势。

涡强化扁管管片散热器流动与传热的数值模拟

以空气为介质（Pr=0．698），通过数值模拟的方法。在Re=300～1800的范周内对涡强化扁管管片散热器初始段层流状态下的流动与传热进行了模拟分析，说明了涡产生器横向位置，即交错系数Sr改变时对局部Nu locul，和横断面上的平均Nub的影响，并通过实验数据验证了数值模拟方法的正确性，证文了通过数值模拟的方法研究、开发换热板芯的可行性．

氧气泡在磁场中的磁化力及其氧浓度测量

利用两块同样大小的钕铁硼永久磁铁在其缝隙中产生的不均匀磁场,对放置于缝隙中的圆管中的一含氧气泡所受到的磁化力大小进行了研究,并根据含氧气泡所受到的磁化力的大小来确定该含氧气泡中的氧浓度.