局部冷壁面多孔介质梯形腔内纳米流体自然对流

在局部冷壁面条件下,对Cu-水纳米流体在多孔介质梯形腔内的自然对流换热进行了数值研究。主要讨论了达西数Da、瑞利数Ra、纳米粒子体积分数φ和局部冷壁面位置对自然对流换热的影响。数值计算结果表明,平均Nu数随着Da数、Ra数和φ的增加而增大。随着局部冷壁面位置向下移动,多孔介质梯形腔内Cu-水纳米流体流动强度逐渐减小,并且平均Nu数也减小。

水滴撞击冷壁面的铺展和凝固过程研究

液滴撞击壁面过程中对铺展与冷却凝结的主要影响因素有液滴撞击速度、液滴温度。此外,液滴的大小也对撞击后凝固形状所需时间产生影响。本文通过计算机模拟,研究不同直径的水滴在相同其他条件下撞击冷壁面的效果。研究结果表明,水滴直径对水滴铺展及凝固都有显著影响。

水喷射淬冷高温壁面的传热实验研究

本文采用直接表面温度测量的方法对水喷射高温壁面的传热过程进行实验研究．系统地研究了射流出口速度、冷却水过冷度、喷嘴至加热面的间距、初始壁温以及水喷雾的流量密度等参数对淬冷表面的膜态沸腾、最小临界点、过渡沸腾、最大临界点等传热过程的影响，给出了有关实验结果，分析了它们的特点。

不同条件下霜层生长特性的实验研究

针对设备冷壁面与湿空气接触会发生结霜现象,导致设备使用性能降低的问题,对不同条件下的霜层生长的影响规律展开研究。通过实验研究了变温和恒温冷壁面温度、环境温度与霜层生长过程和结霜质量之间的关系。结果表明:在冰颗粒形成期,变温冷壁面结霜为凝结过程,恒温冷壁面结霜为凝华过程,在结霜过程后期,由于变温冷壁面温度已降至低温,会伴随凝华成霜,凝结成霜与凝华成霜并不是独立出现的;变温冷壁面温度降低越快,恒温冷壁面温度越低,对结霜越有利;环境温度在26℃以下时,温度越高,结霜效果越好,而处于30℃左右时则会抑制霜枝顶部生长。因此,抑制霜层生长的研究应该关注这些因素的影响。

两类结霜过程的实验研究

结霜是影响制冷设备和航天器工作的不利因素之一 ,因而受到国内外学者的广泛关注。目前学者认为结霜的相变过程有两类不同途径 ,即直接气固凝化或先凝结再冻结 ,但是没有对它们的发生条件、结霜形态等进行研究。通过显微摄像的方法对冷壁面上结霜的相变过程进行了实验研究 ,观察到气液固和气固两类结霜过程和它们不同的结霜形态 。

格子-Boltzmann方法模拟霜结晶生长

为了研究冷壁面上霜结晶的生长过程以及各参数的变化规律,利用格子-Boltzmann方法(LBM)方法,建立一个二维介观模型,实验验证了模型的可靠性,分析了霜层温度变化和密度增长规律,并直观模拟出霜结晶凝聚变化过程。结果表明:霜层表面温度在早期阶段迅速增加,但增加率随着结霜时间增加而减小;霜层内部温度随霜层厚度的增加呈线性增长;霜层平均密度随结霜时间增加呈现出先慢后快的规律;随着结霜过程的进行,由于越往上,霜晶体积分数越小,导致霜层内部密度随霜层厚度的上升而减小。

大液滴撞击结冰传热过程及介质阻挡放电除冰实验研究

对大液滴撞击过冷壁面结冰的传热和相变过程进行了实验研究,采用高速成像技术与红外测温成像技术对液滴撞击不同温度过冷壁面时的动态过程进行拍摄记录。另外提出一种新的除冰方式,利用高频纳秒脉冲介质阻挡放电等离子体激励器进行了除冰的实验验证,并进行了热力学分析。实验结果表明:壁面温度的变化对液滴铺展过程影响较小,最大铺展系数几乎不变,但对液滴收缩与振荡过程以及最终结冰冰形有较大的影响;结冰从液滴底层开始,壁面温度越低,液滴与过冷壁面温差越大,底层液滴结冰更快,而上层液膜经过回缩、振荡之后,液膜厚度更薄,结冰相变所需时间也更短;利用高频纳秒脉冲介质阻挡放电除冰效果显著,其放电区域作用相当于是一个"热源",且根据其作用方式的不同,除冰过程可分为两个阶段。

油性涂层对霜层生长影响的实验研究

为了研究油性涂层对霜层生长的影响规律,本文运用可视化结霜实验平台,对比研究了导轨油、防锈油及工业半固体黄油三种涂层壁面与无油壁面的霜层生长特性,获得了不同时刻霜层高度和结霜质量的变化规律,并分析了黄油涂层壁面温度和迎面风速对霜层生长的影响。结果表明:三种不同的油性涂层都会延迟霜晶体形成的时间。在壁面温度为-25℃和无风速的条件下,油性涂层壁面上由于热阻较大,没有霜枝形成期,而是进入霜柱形成期。防锈油和无油涂层壁面上皆为凝华结霜,而导轨油涂层壁面上为凝结结霜。随着冷壁面温度的降低,黄油涂层壁面上形成的霜层高度和结霜质量逐渐升高。在相同时间内,无油壁面的结霜高度和结霜质量依次大于防锈油、导轨油和黄油涂层壁面。在40分钟内,黄油涂层壁面上的迎面风速小于3.9 m/s时,结霜高度始终随着迎面风速的增大而增大;当风速大于3.9 m/s时,风速的增大会缩短结霜高度持续增长的时间。

严寒地区不均匀环境可接受冷壁温限值研究

严寒地区冬季室外气温低,外窗和外墙冷辐射对人体热舒适影响显著。针对冬季冷壁温墙体引起的不均匀冷辐射环境开展实验室研究和现场研究,计算不对称辐射温度,作为热环境评价指标,分析最不利工况室内空气温度(简称室温)与冷壁温的温差限值。结果表明,满足热舒适的不对称辐射温度△t_(pr)约为2℃,此时室温与冷壁温的温差限值为3℃。验证了热工设计规范给出的这一指标的合理性。研究结果可以为严寒地区建筑外墙保温设计提供参考。