核动力航天器管壳式换热器换热特性分析

为了研究核动力航天器所需碱金属管壳式换热器的换热特性,本文设计一种换热结构,通过流固耦合传热方法对该换热结构的换热和流动特性进行仿真分析,研究了不同冷、热流体管道布置方式下的换热特性。利用结构化和非结构化网格的网格组装方法,实现不同流体域的耦合换热。对K、Na和NaK流体通道进行对比分析,得出当换热器功率为兆瓦级时,适合选择Na工质作为冷却剂。对流体管道进行优化设计,得出在不改变冷、热流体换热空间体积的情况下,优化设计后的管道布置结构换热能力更强。研究表明当低温流体速度较慢且高温流体速度较快时,冷却效率更高。本文可为核动力航天器的换热器设计和开发提供参考依据。

水基纳米流体大容积沸腾换热特性分析

以提高换热设备工质换热效率为背景,通过在系统压力0.1MPa下对去离子水、水基氧化铝、水基氧化铜纳米流体进行池沸腾换热实验,从过热度、沸腾换热系数、强化率等方面综合分析不同热流密度的纯水及浓度分别为0.001%、0.01%、0.1%、1%、2%的两种纳米流体的沸腾换热效果,并从活性气泡临界直径、汽化核心、工件内外表面面积比值等方面进行机制分析。结果表明,水基氧化铝纳米流体的换热特性要好于水基氧化铜纳米流体。当纳米颗粒浓度小于1%时,导热系数提高,从而使热流密度增加;表面张力降低,从而使活性气泡临界直径减小;沸腾换热效率将随着颗粒浓度的上升而提高。同时,颗粒浓度过大,由于颗粒沉积降低了汽化核心的分布密度,纳米颗粒对沸腾换热的改善作用将会被弱化。

隧道掘进聚能水压爆破技术的研究与应用

聚能水压爆破技术是一项在隧道掘进中的新型工程技术.通过介绍聚能水压爆破的技术原理与爆破工艺,结合在重庆沿江高速公路佛儿岩隧道开挖掘进中的实际应用与爆破波形分析,突显了聚能水压爆破技术具有减少超挖、降低成本、减轻污染等优点.该技术在聚能爆破的基础上加入了水压爆破,集多种技术优势于一体,有助于实现隧道“安全施工”与“绿色施工”,可为类似工程提供一定参考.

水基纳米流体流动与换热数值模拟

采用两步法制备体积分数φ为0.001%、0.01%、0.1%的Al2O3-H2O纳米流体,运用热力学相关式进行计算,并采用Lattice Boltzmann方法模拟圆管内Al2O3-H2O纳米流体的流动与换热,研究分析不同纳米粒子体积分数和粒径对纳米流体平均Nu数的影响。结果表明,不同体积分数的Al2O3-H2O纳米流体,随着纳米颗粒的运动,边界层发生变化,其流动特性和换热特性也受到影响,对于相同位置的纳米流体,当体积浓度为0.9%、0.5%、0.1%时,平均Nu数分别为21、17.8、16,随着纳米颗粒体积分数越大,其平均Nu数越大,即换热强度越大。当纳米颗粒为20 nm,Re数为1000、3000、5000、7000、9000时,平均Nu数分别为11.5、14.5、18、20、21.5,随着Re数的增加,纳米流体的强化换热效果越好。

纳米有机工质导热沸腾特性及对ORC系统性能影响的研究进展

纳米有机工质在有机朗肯循环(ORC)系统中的应用属于目前传热领域的创新型研究,但是迄今为止研究成果较少,且存在一些矛盾和障碍.文章综述了纳米有机工质的历史由来以及应用在ORC系统中的优势,简单介绍了纳米有机工质的制备以及如何提高其稳定性的方法,列举了近几年纳米有机工质导热系数和沸腾传热的实验测量和理论模型研究进展,并总结了纳米有机工质对ORC系统性能影响的最新研究成果,最后提出了需要克服的一些问题和面临的挑战,以期促进今后ORC系统在低温余热资源发展方向的研究工作.