直通道内两相流动的格子玻尔兹曼方法模拟

本文改进了多弛豫时间多组分伪势格子玻尔兹曼方法,使其可以适用于极大黏度比的情况.研究了二维直通道内的两相流动,分析了饱和度、黏度比、润湿性和毛细管数对相对渗透率和相渗曲线的影响.结果表明,大黏度相的相对渗透率随着黏度比的增大而增大,维持高流动能力的饱和度范围也随之扩大,小黏度相与之相反;黏性耦合效应对两相相对渗透率的影响存在极限,即不会导致小黏度相的相对渗透率低于最小值,也不会使大黏度相的相对渗透率高于最大值;非润湿条件会使大黏度相的流动能力增强,相对渗透率增加,并强化相渗曲线的非单调性;润湿条件会减弱大黏度相的流动能力,相对渗透率降低;毛细管数的增加会导致更明显的接触角滞后效应,使两相相对渗透率降低.

椭圆管直翅换热器翅片效率的计算

椭圆管翅式换热器的翅片效率工程上通常是将其转换为圆形翅片管来计算．当量圆管的选取方法有两种，一种是使当量圆管的横截面积与椭圆管横截面积相同，另一种是使当量圆管的周长与椭圆管的周长相同。本文利用扇形法计算了长短轴比范围为１～５的椭圆管直翅换热器在不同工况下的翅片效率，并与工程上常用的等周长和等面积法的计算结果进行了比较。与扇形法计算的效率相比，等周长法的结果偏高，等面积法的结果偏低。

加热面上液滴的冲击行为及Leidenfrost现象

以银及覆有绝热薄层的银为传热面，利用高速摄影技术，考察了传热面特性及初始温度对液滴冲击行为的影响，讨论了Ｌｅｉｄｅｎｆｒｏｓｔ点的发生机理，并对冲击液滴在传热面上的最大扩展直径及滞留时间进行了理论分析。初始传热面温度为Ｌｅｉｄｅｎｆｒｏｓｔ温度时，无论有无覆层，液滴冲击时均发生固液接触，液滴在传热面上的滞留时间大于液滴的自由振动周期。

竖壁上液滴的脱落直径

以竖直平壁上处于临界状态的液滴为研究对象 ,重点研究了横掠气流对液滴脱落尺寸的影响 .从力平衡出发建立了有关脱落直径的联立方程 ,并给出无风时脱落直径的解析解 .计算结果表明 :风速越高 ,液滴离壁前缘越近 ,液滴的脱落直径就越小 ,并且风速越高 。

管翅式换热器的不可逆损失分析

以热力学第二定律为基础讨论了波纹翅片管换热器的不可逆损失 ,重点考察了换热器的几何尺寸对换热过程中不可逆损失的影响 .不可逆损失用温差传热和流动摩阻所引起的熵产之和来表征 .计算结果表明 :换热器单位换热量的熵产随翅片波纹角的增加略有增加 ,但几乎不受翅片间隔的影响 .当管的排数增加时 ,单位换热量的熵产先减后增 ,在特定管排数处取得极小值 .单位换热量的熵产随空气流速的增加而单调增加 .

蒸气凝结相关问题探讨

讨论了几个与蒸气凝结相关的问题,指出壁面上球冠形液滴的内外压差和临界半径同样遵循经典的Laplace公式和Kalvin公式;蒸气在冷壁上的冷凝形态主要由后退接触角决定;空气中的水蒸气在换热器表面呈膜状冷凝时换热器的性能优于呈滴状冷凝时换热器的性能。

强化翅片适用性分析

提出强化翅片的适用性问题并以管翅式换热器为例进行了讨论,认为管翅式换热器空气侧流路由三要件所组成,即换热器、换热器外部风路和风机,指出强化翅片的效果不仅与翅片自身的性能有关而且与外部风路流阻的相对大小有关。与换热器流阻相比,外部流阻越大,采用强化翅片就越有利。

接触角滞后现象的理论分析

在本文的研究中，考虑表面粗糙的影响，通过引入附加“磨擦力”的概念，分别用力学方法和热力学方法导出固体表面上液滴平衡时接触角应满足的条件；并得到了液滴系统自由能－固液接触面积曲线；分析了前进接触角和后退接触角的物理意义；由此给出了接触角滞后现象的一种合理解释．这对于进一步认识接触角的滞后现象，无疑是有积极意义的．

接触角滞后现象的理论分析(英文)

通过引入“滞后阻力”的概念 ,分别用力学方法和热力学方法导出固体表面上液滴平衡时接触角应满足的条件 ;定性地给出了表面湿润性和前进接触角与后退接触角同表面粗糙度的关系 ,分析了前进接触角和后退接触角的物理意义 ;由此给出了接触角滞后现象的一种合理解释 .本文的研究为汽液相变传热过程中的沸腾核化、临界热负荷、最小热流密度、珠状凝结等现象的深刻认识 ,开拓了新的思路 ,传统研究中对粗糙度影响的复杂定量化测量描述也可转化为用接触角单一参数表征和描述的简化方法 .

薄膜的传湿性能研究

膜式全热交换器是新风节能型空调系统的重要部件.本文针对膜式全热交换器中的薄膜传湿性能进行了实验研究,在此基础上建立了二维对流扩散传质物理数学模型,并进行了数值模拟与分析,获得了温度、进口湿度、进口体积流量及工作室内下腔空气层高度对出口湿度和湿交换率的影响规律。研究表明,薄膜可以拥有很高的传湿能力,它在全热交换器中的传湿性能优于纸质材料,有望在新风节能空调以及其他相关领域上获得广泛应用。

板状激光振荡介质温度场和应力场的数值模拟

以非均匀内热源模型为基础,并考虑材料的导热系数和热膨胀系数的温度相关性,利用有限元方法,对板状激光振荡介质在不同功率和冷却强度下的温度和热应力分布进行了数值模拟及分析。根据计算结果提出了最大有效换热系数的概念,指出换热系数超过最大有效换热系数后,继续强化传热对减小高功率激光器的热效应已无明显效果。以此得出采用常规冷却技术所允许的最大泵浦加热功率。

高能量光泵浦下板状复合介质的热特性

为降低高能量光泵浦下板状激光放大介质内的热效应,提出了复合介质的方案。利用有限元方法,计算并比较了侧面存在强迫对流换热条件下,单一介质与复合介质内的温度分布和热应力分布。分析了复合介质尺寸对介质内最高温度及最大热应力的影响,给出了复合介质的最佳尺寸。

单面加热矩形通道热入口段层流对流换热特性的场协同分析

对单面加热矩形通道热入口段的层流对流换热问题进行了数值模拟研究,给出了不同截面比的局部努赛尔数。推导出单面加热时的场协同方程,以此分析了不同截面比下加热边界条件对努赛尔数的影响规律。

等风机功耗下不同构型全热换热器的性能比较

薄膜式全热换热器的通道构型对其性能有重要影响,为改进全热换热器的性能以达到更好的节能效果,研究分析了几种通道结构的流动及传递特性,采用数值模拟方法,在等风机功率下对不同通道构型的全热换热器的性能进行了预测和比较．

高热负荷激光介质热应力场的分析与优化研究

研究了高热负荷板状激光介质在抽运面采用常规冷却技术时 ,换热面积较小的上下侧面的换热强度对激光介质最高温度及最大应力的影响情况 ,并对热应力场进行了优化研究。结果表明 ,任意抽运功率下 ,介质的最高温度及最大应力均随侧面换热系数的变化而变化 ,并存在最优换热系数。与侧面采用常规冷却手段时相比 ,采用最优换热系数时介质的最大应力降幅高达 36 %。另外 ,对介质上下侧面进行温度控制 。

激光介质的多次吸收不均匀内热源模型

针对激光介质的内热源,以多次吸收作用为基础提出了适用于侧面双向泵浦板状激光介质的不均匀内热源模型,即多次吸收不均匀内热源模型,并与均匀内热源和一次吸收内热源模型进行了对比分析。研究表明,介质厚度及光吸收系数组成的无量纲参数不同时,三种内热源模型得到的内热源分布也有所不同。最后给出了内热源不均匀度及多次吸收模型与一次吸收模型之间的差异在不同目标值下的内热源模型适用准则。

热沉几何参数对侧面泵浦板状激光介质热效应影响分析

以不均匀换热系数模型为基础,数值研究了侧面泵浦板状激光介质在热沉冷却情况下,热沉的几何参数对介质最高温度及最大应力的影响。结果表明,热沉材料对激光介质热效应的影响表现在热阻效应和温度均匀化效应两个方面:热沉材料的导热性能较差时,介质最高温度及最大应力随介质厚度的增加而增加;热沉材料的导热性能较好时,不同热沉厚度下介质最高温度及最大应力变化很小。随着热沉长度的增加,介质内最高温度和最大应力均下降。

膜过程中热质耦合传递分析

研究了透过致密无孔膜的传热传质过程,考察了传热传质的相互作用,建立了膜过程中热质耦合传递的数学模型,并以湿空气透过薄膜分离过程为例,分析了温差及浓度差的变化对传热传质过程的影响,发现温差及浓度差的变化会引起热阻及湿阻的变化,从而进一步影响热流量和传质通量,所以对传热传质过程有加成作用。

膜动态吸附传递过程的理论分析与研究

本文针对气体透过薄膜的传质过程,基于动态吸附、扩散传递的概念,根据Langmuir界面动态吸附理论,研究了存在定向传递时表面吸附量与平衡吸附量的差异,从而将膜相传质分为吸附、内部扩散和脱附三个动态过程。讨论了界面吸附、脱附与扩散对传质阻力的不同影响,建立了薄膜传质的串联阻力模型。

膜换湿特性影响因素的数值研究

本文对膜换湿过程进行了分析,建立了相应的物理数学模型,利用相关模型对不同工况下的传质过程进行了数值分析,对影响膜换湿特性的几种因素进行了研究.结果表明,膜内水蒸气扩散系数对于膜换湿有着显著的影响,空气来流速度对膜换湿特性的影响则很小,薄膜吸附类型参数C在较小的情况下,传质通量随C的增大有较显著的增加,而在C>2的情况下,传质通量随C的增大变化很小,趋向于一定值。