冷却肋片对光伏板发电性能的影响研究

研究了被动式冷却条件下肋片对光伏板发电性能的影响,分析了光伏板倾角、太阳辐射强度、环境温度和风速等因素对光伏板发电效率和发电功率的影响规律,对带冷却肋片和不带冷却肋片的光伏板进行了实验对比。研究结果表明,在实验条件下,安装冷却肋片可以使光伏板的发电效率提高0.3%~1.8%,发电功率提高1.8%~11.8%。

喷嘴式隔板与再生冷却肋片隔板对高频燃烧不稳定抑制效果的数值对比

基于三维URANS(unsteady reynolds-averaged Navier-Stokes)模型对全尺寸液氧/煤油火箭发动机高频燃烧不稳定开展了仿真计算。研究了3种隔板对高频切向燃烧不稳定的抑制效果,发现当隔板长度为30 mm时,喷嘴式隔板能有效抑制燃烧不稳定,而两种再生冷却肋片隔板未能完全抑制燃烧不稳定,增加隔板长度到50 mm后,燃烧趋于稳定。结果表明:较短隔板不能完全包络化学反应区域,推进剂纵向分布变化对燃烧不稳定的抑制作用相对较小;隔板增长后,能有效分割燃烧室头部化学反应区域,提升了燃烧稳定性裕度;喷嘴式隔板能抑制切向燃烧不稳定的机理在于隔板喷嘴壁面上存在一个大黏性、大剪切力的黏性影响区。研究结果可为液体火箭发动机隔板设计提供一定指导。

抽吸孔对交叉肋冷却通道内部流动和传热的影响

为了研究燃气轮机涡轮叶片内部结构的冷却性能,本文采用基于雷诺平均的数值计算方法,获得交叉肋冷却通道内部流场和传热系数分布。研究结果表明:抽吸效应在孔附近产生很强的传热区域,可以改变子通道内的流动结构。子通道内的强制纵向涡是通道整体传热得到强化的重要因素。孔的位置分布对内部流动和传热的影响最大。25%的抽吸量就能够维持交叉肋通道的良好的冷却性能,通过合理布置抽吸孔能够提高交叉肋通道的综合热效率。

燃机叶片U带肋冷却通道的结构优化

内部对流冷却是燃气轮机叶片冷却的重要组成部分之一。基于代理模型和遗传算法,以带肋U形通道肋片角度,肋片方向和肋片距离作为变量对带肋通道中的肋片角度,朝向和相对位置进行优化,以改善整个通道的换热和流动性能。相比于对照通道,第2直通道换热功率最高提高了18.5%,摩擦因子最大降低幅度为28.6%。

不同流动配置下涡轮叶片交错肋冷却流动传热特性数值模拟

为掌握交错肋冷却结构应用在涡轮叶片不同区域的流动传热性能,针对一种交错肋冷却结构在三种不同流动配置中在等质量流量和子通道雷诺数工况下进行了数值计算研究。三种流动配置包含了径向流动配置(RFC),横向流动配置(CFC)和转折流动配置(TFC)。通过比较本研究得到的数值模拟结果与公开文献中的实验数据,定性定量地验证了数值计算的有效性。在等冷却质量流量下,RFC配置拥有最高的平均努塞尔数和压力损失,而CFC和TFC配置的平均传热性能相似且明显降低,但压力损失大大减少。在相同的子通道雷诺数下,三种流动配置下的交错肋通道展现出相似的传热强化性能,但TFC配置的压力损失最小。在研究范围内,在RFC配置中肋表面的平均换热比主表面的平均换热约高出16.3%,而在CFC配置和TFC配置中该值则分别高出38.2%以及30.6%。不同的流动配置会引发子通道内不同的流动特性,包括流动转折和子通道间的交互作用。

航空发动机涡轮叶片尾缘楔形通道交错肋冷却实验

为研究涡轮叶片尾缘部分楔形通道交错肋流动传热性能,对其进行实验研究.实验应用瞬态液晶测试技术,对比研究了交错肋上、下主表面的局部传热特性,同时用压力扫描阀测得不同雷诺数下的通道压力损失.研究结果表明:尾缘段转折流动配置下,楔形通道交错肋上、下主表面传热差异显著,下主表面平均努塞尔数比上主表面平均高30%以上,尾缘楔形通道内交错肋结构主表面平均换热系数高出针肋结构约46%;交错肋上、下通道之间的交界面处存在强烈的质量交换作用,上、下主表面间断性的高换热区与上、下通道交界面呈现对应关系;随入口雷诺数的增加,通道压降快速增大.楔形通道交错肋压降是针肋的5~7倍,但其换热面积高出针肋107.4%,仍比针肋冷却增加约66%的综合换热性能.

新型针肋式空气冷却器性能浅析

介绍了新型针肋式空气冷却元件结构和布置,并通过与穿片式空气冷却器的对比计算,分析了新型针肋式空气冷却器的优点和不足,为今后更好、更经济合理地进行选型提供参考。

双层筒结构灯泡式水轮发电机热交换与肋优化计算

结合灯泡贯流式水轮发电机冷却器的设计，提出了一种新的冷却器设计计算方法———紊流双层筒结构模型法，并结合非线性规划理论对冷却肋的尺寸做了优化计算。通过对白垢电站灯泡贯流水轮发电机冷却器的计算，验证该方法是正确的。

高热流密度燃烧室壁面阵列空气射流-燃油组合冷却结构研究

针对高热流密度燃烧室壁面热防护需求,提出了一种空气阵列射流冲击和燃油冷却肋板的集成冷却方式,在射流平均雷诺数Rej为1×10^(4)~3×10^(4),燃油进口流速vf为2.33~5.23m/s内,采用数值模拟方法对其传热特性进行了研究,并基于壁面加热侧当量对流换热系数的概念,分析了基准肋板以及燃油冷却肋板的传热增强作用。与无肋板靶面的阵列射流冲击相比,带肋板阵列射流冲击的面积平均当量对流换热系数是前者的1.6倍,压力损失系数相对提高了约25%;采用燃油冷却肋板,加热壁面综合传热能力进一步增强,在Rej=1×10^(4)时,采用燃油冷却肋板的面积平均当量对流换热系数是基准肋板的1.5倍以上,即使在Rej=3×10^(4)时,燃油冷却肋板的传热增强比也可以达到1.2;燃油冷却肋板的出口温度相对进口温度的提升在20~50K内,其提升幅度随着射流雷诺数或燃油进口流速的增大而减小。

燃气轮机透平叶片传热和冷却研究:内部冷却

随着燃气轮机透平进口温度的不断提高,其换热与冷却问题已然成为现代高性能燃气轮机研发中亟待解决的核心关键技术之一。透平叶片的冷却可以分为内部冷却和外部冷却,结合作者近年的研究工作,详细综述了燃气轮机透平叶片内部换热与冷却问题的研究现状与进展,着重介绍了叶片内部蛇形通道冷却、叶片内部冲击冷却和前缘的旋流冷却及尾缘柱肋冷却,指出了它们各自在相关方面需要进一步开展的工作。其中:在蛇形通道冷却方面,需要进一步研究旋转状态下蛇形通道内流动与换热特性、发展高性能的扰流装置及通道弯头结构、设计新颖高效的叶顶内部冷却结构、获得带气膜孔或冲击孔的蛇形通道内的换热与冷却特性;在叶片前缘内部冲击冷却方面,需要研究不同曲率面上的冲击冷却换热特性、旋转条件下的冲击冷却以及冲击气膜复合冷却特性;在旋流冷却方面,需要对其结构参数的影响开展进一步的广泛研究,并开展旋转状态下旋流冷却特性的研究;在尾缘柱肋冷却方面,需要进一步研究复杂流场下柱肋阵列通道中的流动换热与众敏感因子之间的关系。

燃机透平叶片带肋直通道结构优化策略

在不降低换热能力的基础上,提出了新的带肋通道优化策略,以降低流动阻力,改善壁面温度的不均匀性。采用Kriging代理模型和遗传算法对宽高比为1、带有45°肋片直通道进行了优化计算,获得了良好的优化效果。得到以下结论:在带肋直通道切除部分肋片效率为负的肋片,可以降低通道的流动阻力且提升换热强度,优化后的通道换热性能因子可提高2.8%;通过寻优计算,获得了宽高比为1肋片倾斜角度45°直通道最优参量范围。

涡轮叶片典型交叉肋结构的气热分析

随着燃气轮机技术的不断发展,对叶片冷却技术的要求也越来越高。交叉肋结构不仅冷却效果好,而且可以降低叶片的加工难度和制造成本。因此,对某型涡轮叶片内部前部交叉肋进行数值计算,分析对比不同交叉肋冷却结构的冷却效果,结合肋倾角、肋间距与肋宽之比对综合换热系数的影响,选取冷却效果最好的交叉肋结构。结果表明:肋倾角越小,综合换热效率越大;肋间距与肋宽之比越大,综合换热效率越大;当肋倾角为20°,肋间距与肋宽之比为1.7时,综合换热效果最好,比原结构提高了11.02%。

带扰流圆柱肋楔形通道的流动与换热数值研究

建立了带扰流圆柱肋楔形通道内的换热与压力损失数值计算模型,采用ANSYS-CFX商用软件数值研究了楔形通道内叉排和顺排柱肋的换热与压损特性,分析了流动与结构参数的影响规律。结果表明:随雷诺数的增大,柱肋表面、柱肋排以及通道底面的平均努赛尔数呈增大趋势;随着x/D的增大,柱肋表面和柱肋排的平均努赛尔数有所降低;随着楔形通道收缩角的增大,柱肋表面和通道底面的平均努赛尔数略有增强;相同条件下的叉排柱肋换热效果要好于顺排柱肋换热效果。范宁摩擦系数随雷诺数增加而略有增大,随x/D增大有较大的降低,随着收缩角的增大而增大。在计算参数内,叉排柱肋且x/D为1.5时的热力性能系数最高。

基于MRV的菱形肋柱冷却通道三维全流场分析

在研究核磁共振成像测速(MRV)技术测速核心方法的基础上,成功实现了在10 min内对大宽高比肋柱通道200×100×25个空间点上三维全场速度的测量,并对流场结构进行了深入的解析。将MRV测得的通道中心截面速度分布与粒子成像测速(PIV)的实验结果进行了对比,两者吻合良好。利用MRV测得的空间三维速度分布解析了菱形肋柱与端壁附近复杂的三维流场与涡量场,发现端壁附近流体靠近肋柱时,先向下冲击端壁,仅在肋柱前缘两侧形成马蹄涡,随后绕过肋柱两侧尖角处向上抬升,端壁边界层内的涡,迅速演变为肋柱两侧尖角附近以及下游的剪切层涡。

涡轮叶片不同肋倾角交错肋冷却流动与传热研究

交错肋是航空发动机涡轮叶片的一种高性能内冷结构,为研究涡轮叶片内部交错肋冷却结构的流动和传热特性,针对30°、35°和45°三种肋倾角的交错肋结构进行了雷诺数在17000~70000之间的稳态传热实验和数值模拟研究。数值计算的有效性通过与实验结果进行对比得到充分验证。实验结果显示,在子通道个数和雷诺数均相同的情况下,平均Nu数和摩擦因子均随肋倾角的增大而增加;对比30°倾角的交错肋结构,45°倾角交错肋结构的平均Nu数增加了40.7%,摩擦因子增加了204.9%,综合传热性能提升了13.4%。数值计算结果显示,肋倾角的增大不仅增强了转向区域的冲击作用,而且加强了对侧子通道间的流动掺混,从而达到强化传热的效果。

漏气保用轮胎

评述了当代漏气保用轮胎的最新技术。充气轮胎的发明对汽车文化的发展作出了很大的贡献。但是充气轮胎有一个致命的缺点,即充气轮胎依靠胎内气压支承负荷,所以当它一旦被坚硬物刺穿时就变得毫无价值了。虽然在轮胎出现故障时可安装备用轮胎,但从环境和安全的角度出发,那也是不太合适的。为了解答这道难题,人们开发成功了轮胎被刺穿后即使不更换,仍可以行驶一定距离的漏气保用轮胎。通过选用能给轮胎提供足够耐久性和乘坐舒适性的胶料配方,以及设计能通过采用冷却肋来扩散热量的轮胎胎侧结构,就可以生产出既适用于小型轿车,也适用于小型运货车的漏气保用轮胎。

风扇磨煤机润滑系统的传热机理分析及改进设计

通过介绍风扇磨煤机润滑系统的改进设计方案、相应的计算方法以及润滑系统改进前、后效果的对比 ,证明了改造后的润滑系统具有明显的优越性。

涡轮叶片内部具有扰流肋和导流片的多通道冷却流动与传热特性

对一种涡轮叶片内部具有扰流肋和导流片的多通道冷却结构的流动与传热特性进行了实验和数值计算研究。通过稳态实验得到三通道各流程的平均传热性能和通道的压力损失特性,通过瞬态液晶实验得到各流程传热分布,通过数值计算得到三通道均带肋情况下的详细传热分布。研究表明:导流片的引入降低了三个流程的平均传热性能,最高达15%左右,但也改善了三个流程以及转折段的传热均匀性,并显著降低了整个冷却通道的压力损失,最高可达到40%。

Effects of rib on cooling performance of photovoltaic modules(PV/PCM-Rib)

Increasing the temperature of photovoltaic systems reduces electrical efficiency,output power,as well as results in permanent damages in the long-term run.A new hybrid PV/PCM-Rib system with three different rib pitch ratios of Λ =4,Λ =2 and Λ =1 is investigated to reduce PV temperature and achieve uniform temperature distribution.A comprehensive two-dimensional model of the systems is developed and simulated with a fixed inclination angle of 30°.A parametric study is carried out to investigate the impact of ribs on different melting temperatures(50,40 and 30 ℃).According to the numerical results and the parametric analysis,using ribs shows better performance in temperature reduction for PCM with a lower melting temperature.By lowering the melting temperature of PCM from 50 to 30 ℃,the average temperature reduction of PV/PCM-Rib in the case of Λ =1 increases from 1.39% to 5.16% while the average melted PCM decreases from 20.5% to 7.59% after 240 min.It means that using ribs provides more solid PCM.It is also obtained that the electrical efficiency and output power show more increments at lower melting temperatures.