b／a＝0．5的椭圆形通道内非牛顿流体的强化传热

对非牛顿流体在小尺寸椭圆形通道内的层流受迫对流传热进行了实验研究。实验介质为１５００Ｗｐｐｍ的Ｃａｒｂｏｐｏｌ－９３４中性水溶液。采用直接通电的方法对管壁四周等热流加热。结果表明，椭圆通道内，非牛顿流体Ｃａｒｂｏｐｏｌ水溶液的换热强于牛顿流体水，约高出水５０％左右，说明粘弹性流体在椭圆形通道内也产生二次流并能强化换热；与同种浓度的Ｃａｒｂｏｐｏｌ水溶液在方形通道内的换热结果相比，椭圆通道内的换热高于方形通道。流体的压力降则不受粘弹性的影响，仍符合幂律流体的阻力系数关系式（ｆ＝１６／Ｒｅ＊）。

射流冲击纳米流体对半圆形螺旋通道传热特性的影响

为提高管式反应器外半圆形螺旋通道的换热效果,在传统螺旋通道壁面上设置了射流入口,采用三种纳米流体(CuO-H_(2)O、Al_(2)O_(3)-H_(2)O和TiO_(2)-H_(2)O)作为传热流体,基于Mixture混合模型探究了不同纳米流体在不同Re=10000~36000、不同射速比下对半圆形螺旋通道换热和流动特性的影响规律,并利用传热强化因子PECj0和PECj分别评价了半圆形螺旋通道增加射流前后的综合强化传热性能。研究结果表明:在射速比ε=0~5时,Al_(2)O_(3)-H_(2)O纳米流体的压降最大,CuO-H_(2)O纳米流体的压降最小。在ε=0时Al_(2)O_(3)-H_(2)O纳米流体的传热效果最好,其平均Nu数是H_(2)O的1.31倍。与ε=0相比,在ε=1~5工况下,螺旋通道平均Num最高提升了52.01%。随着射速比的增加湍动能越大,射流与主流混合效果越好。各射速比工况下射流冲击的影响范围为0°≤θj≤50°,在ε=3时,螺旋通道产生三涡结构。PECj0随Re先增加后降低,在Re=20173时取得最大值,PECj随射速比的增大而增大。综合对比,射流冲击Al_(2)O_(3)-H_(2)O纳米流体对螺旋通道传热提升效果最佳。

CuO-H_(2)O纳米流体对半圆形螺旋通道内湍流传热特性分析

基于Mixture模型模拟了半圆形螺旋通道内CuO-H_(2)O纳米流体的传热特性,在雷诺数Re=9000~20000范围内,分析了不同纳米流体体积分数(φ=0.1%~2%)下的螺旋通道传热特性,并利用传热强化因子PEC和协同数Fc评价了半圆形螺旋通道的综合强化传热性能。研究结果表明:在纯水中添加CuO纳米颗粒能够提升流体的导热能力,从而提高流体的传热效果,与纯水相比平均努赛尔数Nu最高可提升7.06%;当纳米流体体积分数φ≤1.0%时,平均努赛尔数Nu随着体积分数φ的增大而提高,而当φ>1.0%时,Nu随着体积分数φ的增大而降低;在所研究的雷诺数范围内,系统压降均随着体积分数φ的增加而增大,但增加相对幅度较小,最高体积分数压降相比最低体积分数增幅小于4.17%;沿螺旋通道主流流动方向,截面努赛尔数Nuc逐渐降低,降幅最大为8.17%;随体积分数φ的增加,PEC和Fc呈现先增大后降低的变化规律,φ=1.0%时,PEC和Fc取得最大值。

圆形通道内饱和流动沸腾传热特性实验研究

采用圆形通道实验本体对饱和沸腾传热特性进行实验研究。实验本体加热长度1000 mm,通道尺寸为φ9.5 mm×1 mm。采用全液相雷诺数(Relo)和沸腾数(Bo)作为描述圆形通道内饱和沸腾传热特性的无量纲参数,在实验数据的基础上,拟合获得了圆形通道内饱和沸腾传热系数经验关系式,关系式对94.5%实验数据预测偏差在±20%以内。

R141b在圆形微通道内的沸腾换热实验研究

为提高换热强度、解决设备内部高热流密度散热问题,采用实验方法研究R141b在不同直径(D=0.5mm和1.0mm)水平圆形微通道内的沸腾换热特性,分析了热流密度(q=2.0kW/m^2~47.6kW/m^2)、质量干度(x=0~0.6)、质量流速(G=111.11kg/(m^2·s)~333.33kg/(m^2·s))的变化对平均传热系数h的影响,探究不同情况下影响沸腾换热的主导因素。实验研究表明:平均传热系数h随热流密度q的增加而减小,在不同范围内减小速率有明显差异;热流密度q=2kW/m^2~5kW/m^2时质量流速G对平均传热系数h影响较明显,热流密度较高时质量流速G对换热影响很小;在质量流速G=111.11kg/(m^2·s)~333.33kg/(m^2·s),质量干度x>0.3时,平均传热系数h随质量干度x增加而明显下降,在设计微通道换热器时应尽量使R141b处于初始沸腾阶段以获得更好换热效果,并采取一定措施预防干度过高引起的换热恶化。

非圆形通道中气液两相的铅直向上流动

本文介绍了M．Sadato－mi、Y．Sato和S．Saruwatari关于非圆形通道中气液两相铅直向上流动的实验研究结果，给出了计算压降的方法。

圆形微通道热沉流动换热特性的数值研究

建立了圆形微通道中层流流动换热的三维稳态模型,对不同水力直径、不同热流密度、不同雷诺数的圆形硅微通道内单相流动换热特性进行了数值模拟研究。数值模拟结果表明:流体流动的Re数、元器件的热流密度及微通道直径对圆形微通道热沉的流动换热特性有着较大的影响。微通道固体部分最高温度出现在散热器的出口处顶部表面。截面平均Nu数在通道入口段最大,并沿流程逐渐减小,直至达到充分发展时,Nu数趋于定值。微通道整体平均Nu数随Re数增加而增大。

大直径公路隧道圆形联络通道的冻结加固设计与实践

人工冻结技术是软土地层中联络通道加固的常用方法,而联络通道结构形式是影响冻结加固设计和施工的重要因素。依托上海沿江通道工程,针对江底大直径隧道的工程特点和地质条件,介绍了圆形冻结加固体的设计方法和施工过程,分析了地层温度和隧道变形的变化规律。获得以下结论:水土压力作用下,圆形冻结壁内部不会出现拉应力,可以充分发挥冻结壁抗压强度高的优势;沿联络通道轴线平行布置的双圈冻结孔布置形式,使形成的冻结壁更均匀,而管片内表面敷设的冷排管的加强冻结方式,也可以避免冻结壁内部出现薄弱环节。圆形冻结壁结构形成过程中产生的冻胀作用,对两侧大直径隧道影响较小,可以保证隧道的安全和稳定。研究结果表明,圆形联络通道冻结加固形式较传统直墙拱形断面具有明显的优势,研究成果可供类似地层的联络通道冻结设计和施工时参考。

通道尺寸对竖直向上气-水两相流流型影响实验研究

本文以空气和水为工质,对竖直向上矩形通道(40mm×1.41mm,40mm×10mm)和圆形通道(D=25mm)内的两相流流型特性进行了可视化研究。气液两相的表观速度分别为:0.03～24.71m/s和0.03～3.73m/s。3个实验段内均出现了泡状流、弹状流、搅混流和环状流4种流型,40mm×10mm和圆形通道中流型特征较为接近,与40mm×1.41mm通道中流型相比存在明显差别。此外,绘制出了3种通道详细的流型图。对比结果显示,矩形通道窄边宽度对流型转变有显著的影响,随着矩形通道窄边宽度的增加,其流型转变边界更加趋近于圆形通道。

综合管廊冻结法管线分支口应用研究

以盾构综合管廊为研究对象,首先研究综合管廊盾构内管线在冻结法管线分支口的引出原则,其次定性分析圆形、马蹄形两种断面的联络通道对有效使用高度、有效使用面积及盾构管片开洞面积的影响,再次定量研究不同施工工况下两种断面联络通道对综合管廊位移、内力的影响。结果表明冻结法管线分支口适用于综合管线引出,联络通道采用圆形断面的管线分支口对工艺需求、主盾构管片位移和受力具有较好的效果。