光滑圆管进口段紊流边界层发展

光滑圆管进口段紊流边界层的研究在理论和实践上都具有十分重要的意义。本文在流速分布符合对数律和指数律的假设下,通过求解卡门边界层动量积分方程获得了光滑圆管进口段紊流边界层发展的计算式,并建议了光滑圆管紊流边界层发展区的平均流速计算式。同时对指数n与参数(u_*δ)/v的关系也进行了探讨。

适用于光滑圆形管局部温度分布计算的遗传算法研究

遗传算法被广泛用于各个领域的数值计算,将遗传、变异、竞争与选择的思想与经典换热关联式结合,建立管外单相流体横向冲刷的光滑圆管温度分布计算模型,获得给定工况下的局部温度分布。研究发现,随着变异与杂交概率的提高,获得较优解所需要的演化轮次降低,但变异率过高时,存在演化情况变差的可能。另外,在研究的计算范围内,种群规模越大,演化代数越少。在扩大种群规模的同时需要考虑算力限制。

新型带肋预应力管桩承载特性试验研究

基于6根工程试桩的资料,对比分析了新型带肋预应力管桩和传统光滑圆管桩的Q-S曲线,并结合成桩前后桩周土的标准贯入试验和静力触探试验,分析该新型桩类对桩周土的挤土效应。试验表明,新型带肋预应力管桩的荷载变形曲线相对平缓,极限承载力比等直径光滑圆管桩提高15%以上,挤土效果明显。

换热管外流动传热的数值模拟研究

针对光滑圆管、横纹管进行了管外壳侧"流动—传热"的数值模拟,进一步证明了数值模拟方法的可靠性。同时,对速度场、温度场等对换热管管外流动进行了微观分析,通过光滑圆管与横纹管的比较,发现横纹管的管外壳侧传热性能较光滑圆管有一定提高。

基于数值模拟的波纹换热管道流动分析

本文采用Fluent数值模拟软件,对水-油换热器管道的流动特性进行模拟。从速度分布、速度矢量、湍动能、温度分布、强化传热特性分析等方面分析波纹管的流动特性,并与光滑圆管进行对比。结果表明,相比于圆管,波纹管内流体的出口温度和换热量均有较大提高,波纹管的出口总热量比光滑圆管提高35%。

缩放管轴向弹性等效刚度的模拟分析

采用有限元法对缩放管和光滑圆管的轴向弹性刚度进行数值计算,发现轧制后缩放管的弹性刚度被削弱至光滑圆管弹性刚度的0.65~0.80,降低程度取决于缩放管的结构参数。还基于光滑圆管定义了缩放管弹性刚度等效系数,拟合出缩放管弹性刚度等效系数计算关联式,并通过拉伸实验进行了验证。缩放管弹性刚度等效系数计算关联式的提出有助于缩放管换热器的精准强度设计。

纳米流体在圆管中的流动与换热实验研究

为研究纳米流体在光滑圆管中的湍流流动与换热特性,采用两步法配制质量分数为0.05%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%的CuO和Al2O3的水基纳米流体,并在自行搭建的实验平台上测量了两种纳米流体在圆管通道中的流动和换热,比较了在不同雷诺数和纳米颗粒质量分数下两种纳米流体的努塞尔数Nu。结果表明:当Re=20000~52000时,随着雷诺数的增大,CuO纳米流体和Al2O(3)的纳米流体的Nu逐渐增大,质量分数为0.1%的CuO纳米流体Nu最大;雷诺数较小时0.05%的Al2O(3)纳米流体Nu较大,雷诺数较大时0.2%Al2O3纳米流体的Nu最高;CuO纳米流体的Nu小于同质量分数下的Al2O3纳米流体,而范宁摩擦系数f高于Al2O3纳米流体,因此Al2O3纳米流体冷却性能更好。