不同环境风下改进半球形吸热器换热特性

为研究改进半球形太阳能腔式吸热器在不同环境风速下的换热性能,建立了吸热器的物理模型,利用TracePro光学模拟软件计算得到吸热管壁的能流分布,折算为体热源加载到吸热管管壁;运用Fluent软件,对倾角在0°—90°的吸热器内导热油与环境的换热特性进行了数值模拟,探究了不同风速和风温下吸热器的各项热损失、导热油出口温度及热效率的变化规律。结果表明:随着环境风速的增加,对流热损失和总热损失呈上升的趋势,出口温度及吸热器热效率呈下降趋势;在低风速下,出口温度及热效率随吸热器倾角的增大而增大,在高风速下,当吸热器倾角在30°时,出口温度和热效率最高;在相同的环境风速下,随着环境温度的升高,吸热器的各项热损失逐渐下降,出口温度呈上升的变化趋势,吸热器的热效率逐渐增大。

弓形导流板对“V”型直接空冷单元流动传热特性的影响

采用CFD软件对“V”型直接空冷单元在环境横向风影响下的流动传热特性进行模拟研究。为缓解翅片管束出口温度分布不均匀的问题,在“V”型直接空冷单元风机出口处加装弓形导流板。首先对加装导流板前后空冷单元的内部流场进行对比分析;随后探究了弓形导流板不同数量、倾角及高度对内部空气流动和传热特性的影响,并对参数进行了优化;最后比较了空冷单元内加装最优化的弓形与矩形导流板的换热效果。结果表明:在空冷单元的风机出口加装弓形导流板可有效减弱环境风的不利影响,使散热器出口的速度及温度分布更加均匀,局部高温区域逐渐消失,改善了空冷单元的换热性能;在弓形导流板数量为4块、倾角为20°、高度为0.8m时导流效果最佳;与矩形导流板相比,弓形导流板对空冷单元散热效果的改善较为明显。论文所得结果可为空冷单元的优化设计提供一定理论依据。

交错波纹板原表面换热器通道内对流换热的数值研究

对具有正弦波形通道交叉排列的原表面换热器多通道单元内三维稳态层流流动与换热特性进行了分析,利用数值模拟方法探讨了上下波纹板交错角θ、波纹相对节距P/H(波长/波高)及雷诺数Re对流动与换热性能的影响.结果表明:在入口段流动与换热性能的变化较大,此变化在沿主流方向第4个单元后基本消失;在水力直径基本相同的前提下,阻力系数f及平均努谢尔特数Nu随θ的增大而增大;f及Nu在P/H为1 5～3 1的范围内随P/H的增大而增大,在Re大于900及P/H为3 1～4 0时随P/H的增大却开始减小;壁面局部Nu的最大值发生在主流尾部以及与流体出口邻近的2个入口处附近,最小值在上下波纹板的接触点上产生.

波纹通道板间距对通道内流动与换热影响的数值研究

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。

两种波纹通道内周期性充分发展对流换热的数值研究

应用数值方法研究了流体在正弦型和三角型两种波纹通道内周期性充分发展的层流流动与换热特性,分析了恒壁温条件下,雷诺数Re对流动与换热性能的影响,并对两种通道的摩擦阻力系数f与努谢尔特数Nu分别进行了比较。结果表明:两种通道流动阻力的相对大小因雷诺数Re的大小而异;正弦型波纹通道的换热速率比三角型通道的换热速率大,因此换热器通道表面的选择应综合考虑。

不同相位差正弦型波纹通道内流动与换热特性的数值研究

研究了流体在不同相位差的正弦型波纹通道内周期性充分发展的层流流动特征及强化换热特性,利用数值模拟方法探讨了波纹上、下板相位差对流动与换热的影响.计算结果表明:对于不同相位差的通道在当量直径与入口质量流量分别相同的条件下,流动与换热特性与Re的范围有关,上、下波纹板相位差为0°与180°时通道的阻力较高,相位差为30°时通道的阻力最低,同时也以相位差为0°时通道表面的换热速率最高,相位差为30°时通道表面的换热速率相对较低,即表面换热性能的改善要以压力损失的增大为代价.

八边形翼攻角对翅片管空气侧流动与换热特性的影响

在传统翅片管上加装八边形翼涡发生器以强化传热。利用FLUENT软件对八边形翼翅片管模型进行了数值模拟,研究了不同雷诺数(Re)下八边形翼攻角(10°,20°,30°,40°)对翅片管空气侧流动与换热特性的影响。结果表明,八边形翼攻角对管后尾迹区换热影响显著;与平直翅片管相比,加装八边形翼的翅片管空气侧在不同攻角、Re下的平均努塞尔数(Nu)提高了13.1%~43.1%,相应的阻力系数(f)增加了6.9%~61.1%;通过对综合传热性能评价因子(PEC)的分析发现,在Re为862~3735时,八边形翼攻角为20°的翅片管综合传热性能最佳。

对流扩散方程不同格式的数值稳定性分析

利用数值计算方法对一维、线性、无源、两点边值问题的对流扩散方程在均分网格下不同格式的稳定性进行了分析,通过理论推导和实际计算,得出了上述条件下中心差分格式(CD)、QUICK格式和稳定性可控(SCSD)格式的PΔcr数,并对稳定性可以保证的(SGSD)差分格式进行分析探讨,验证了数值稳定性是格式固有的属性。在此基础上,二维问题进行数值计算,以资为复杂的多维问题对流离散格式的稳定性分析提供依据。

波纹通道形状对流动与换热影响的数值研究

应用数值方法,研究了流体在结构对称的正弦形、三角形、椭圆形、圆弧切线形及阶梯形通道内周期性充分发展的层流流动与换热特性,分析了恒壁温、常物性条件下通道表面形状,以及雷诺数Re对流动与换热性能的影响;并对不同通道的摩擦阻力系数f、表征换热特征的努谢尔特数Nu以及综合性能参数G分别进行了比较。结果表明:阶梯形通道内流体流动的f最大,正弦形通道的次之,椭圆形通道的f随Re的变化规律与其他通道的不尽相同;不同结构通道表面Nu的相对大小与Re的范围相关,Re>150后,阶梯形通道的换热能力最强,椭圆的最弱;三角形通道的综合性能最佳,椭圆形通道的最差,除阶梯形通道外,小Re时通道的综合性能优于大Re时的性能。本研究成果为换热器设计提供理论依据。

非对称波纹通道内流动与传热的数值计算

以空气为介质，在雷诺数Re=50～1100的范围内对非对称的三角形、正弦形和椭圆形波纹通道内稳态层流流动与换热进行数值模拟，分析了恒壁温条件下，Re、波纹板形状对流动与换热特性的影响，并拟合出了各通道内阻力系数厂及表面换热特性数Nu随Re变化的关联式，同时对3种波纹通道的综合性能G进行了分析评价。结果表明，椭圆形通道的厂最大；Re〈500时三角形通道的厂最小；在Re〉300后椭圆形通道表面的NU值最大；各通道的综合性能，以Re=900为界，在小Re时以正弦形通道性能最佳，椭圆通道的最差，大Re时椭圆通道的性能最佳。

粘结剂对球团性能的影响分析

分析了无机、有机及无机 /有机复合粘结剂对球团性能的影响 ,同时讨论了粘结剂粒度和配量与球团性能指标的关系 ,并指出了各类粘结剂的优缺点。

煤基直接还原技术的发展

介绍了回转窑法、循环流化床法、环形转底炉法以及 COF法煤基直接还原铁生产方法 。

空气在三角形波纹通道内湍流流动与换热的数值研究

采用数值模拟的方法,对流动与换热进入周期性充分发展段等壁温边界条件下三角形波纹通道内流体的流动与换热进行二维数值模拟分析,计算考察了雷诺数Re、间距比ε及波纹纵横比γ对流动与换热性能的影响。结果表明:Re数及波纹纵横比γ较小时,不会出现回流;在计算的Re范围内,随着Re的增加,平均努塞尔数Nu呈递增趋势,摩擦阻力系数f呈下降趋势;并拟合出通道不同几何因子下阻力系数f及表面换热特性数Nu随Re变化的关联式。通过对性能参数j/f的分析得出,采用小间距比ε或者小波纹纵横比γ均可以提高换热性能。

平直-波纹翅片椭圆管外空气流动与传热特性的数值研究

利用三维稳态湍流数值模拟方法,研究了物性参数为常数的空气在波纹翅片椭圆管和4种不同结构参数的平直-波纹复合翅片椭圆管换热器翅片间的换热与流阻特性,揭示了空气进口流速(或雷诺数Re)、平直-波纹复合翅片中波纹段占有比例以及所处位置对翅片表面平均努塞尔数Nu、压差损失Δp和翅片管综合换热性能因子j/f影响的规律。结果表明,复合翅片中波纹段所处的位置对换热强度的影响显著,但对流动压降(Δp)的影响甚微;复合翅片中波纹翅片所占比例的多少是影响Δp的关键因素;翅片宽度方向平均Nu(x)的变化主要发生在翅片起始段,不同结构翅片末段的Nu(x)值相差很小,但此处的波纹翅片却会使总压降增加,即翅片末段宜采用平直翅片;几种翅片椭圆管换热器的综合性能j/f均有最佳值产生,起始段为6个波长波纹翅片与末尾段为8个波长的平直翅片形成的复合翅片椭圆管换热器的综合性能最佳。研究结果将对翅片管换热器的选型设计提供理论指导。

比拟法在《传热学》教学中的作用

比拟法是人类认识客观世界的一种基本逻辑思维方法 ,它的产生和应用具有一定的客观基础。在传热学教学中通过电场与流场 ,流场与温度场 ,电阻与热阻 ,传动量与传热及传热与传质的具体比拟 ,表现了比拟法在传授新知识 ,发展学生的创造力等方面的作用 。

含碳团矿盖碳保护直接还原的试验研究

在盖碳保护敞焰加热条件下，对含碳团矿进行试验研究，得到金属化率与加热时间、加热温度、料层厚度等参数间的定量关系，从而确定了球团还原时获得高金属化率的条件。

内配碳球团矿造球工艺参数的试验研究

根据正交试验原理，设计了三因素三水平试验条件，对内配碳球团矿造球工艺参数进行了试验研究。运用直观分析法和方差分析法对试验结果进行分析，得出了球团性能最优条件下各因素及各水平之间的最佳搭配关系，为确定造球工艺参数提供了依据。

CC型通道波纹相对节距对流动与换热特性的影响

在三维空间上对CC(Cross corrugated)型原表面换热器通道内流体的流动与换热特性进行了数值模拟.通道表面为正弦型曲面,上、下波纹板交错角固定为60°,节距与高度的比P/H取值范围为1.5～4.O.结果表明:当雷诺数Re约大于100后,各通道在中平面处产生的旋涡所形成的螺旋型自由剪切层开始变得不稳定,加强了流体间的混合;Re在约100～500的范围内,随P/H的增大,阻力系数f和平均努谢尔特数Nu增加,当Re继续增加(约大于2000)时,以P/H=2.2为界,P/H对f及Nu的影响呈相反的趋势变化;在适中的Re范围内,不同表面均可获得较好的表面性能,且随P/H的增大,获得最佳表面性能的Re减小.

椭圆矩形翅片管通道内流动与换热特性的数值研究

利用Fluent软件，在椭圆管周长给定的情况下，对椭圆基管长短轴比（3，4，5，6，8，10）不同的椭圆矩形翅片管外空气侧层流流动与换热进行数值研究，分析了椭圆管长短轴之比K和雷诺数（Re）对翅片管空气侧换热和流动的影响．结果表明：在计算的Re数范围内，随着Re数的增加，努谢尔特数（Nu）逐渐增加，阻力系数（f）逐渐减小；K=10的翅片管外空气侧换热特性数（Nu）比K=3的翅片管减小约4．66％～9．83％，K=10的翅片管阻力系数（f）比K=3的翅片管减小约51．67％～56．6％．就翅片效率而言，长短轴之比K=3时翅片的效率最高．通过对综合性能参数j/f分析得出，在椭圆管等周长下，长短轴之比K越大，综合性能越高．

不同环境风向和风速下两种直接空冷凝汽器单元换热性能的仿真对比

以某600MW直接空冷凝汽器单元为研究对象,采用FLUENT软件对"V"型及"Λ"型两种不同布置方式的直接空冷凝汽器单元进行数值研究,对比分析了不同环境风向及风速大小对两种直接空冷凝汽器单元内部空气流动及换热性能的影响.结果表明,在不同环境风向的影响下,两种空冷单元内部均出现了不同程度的流场恶化现象,而"V"型空冷单元两侧翅片管束的出口速度受流场恶化的影响比"Λ"型空冷单元小;两种直接空冷单元的换热性能随环境风速的增大都会急剧下降,且"Λ"型直接空冷单元的换热性能受环境风的敏感程度比"V"型直接空冷单元大;"V"型直接空冷单元整体的换热性能在环境风速较大时要优于"Λ"型直接空冷单元.