不同加热边界下定热流时圆柱形腔体内自然对流传热特性

以一侧全开式圆柱形腔体为研究对象,在考虑腔体内工质(空气)物性参数随温度的变化以及腔体固壁内导热与腔体内空气自然对流之间相互耦合的基础上,采用RNGk-ε紊流模型对不同热流密度、腔体倾角以及3种不同壁面加热边界时腔体内的自然对流传热特性进行了三维数值模拟。3种加热边界分别为底面加热(工况I)、侧面加热(工况II)以及底面和侧面同时加热(工况III)。结果表明,定热流下的圆柱形腔体内和开口面的温度和速度分布、腔体内壁平均温度、底面与侧面的平均温差、腔体内壁的平均努赛尔特数等自然对流传热特性不仅受到热流密度和腔体倾角的影响,还受到腔体壁面加热边界的影响,如只有底面加热的工况I与存在侧面加热的工况II和III相比,前者自然对流传热特性相差较大。

底面加热一侧全开圆柱形腔体对环境风的耦合热损失特性数值模拟

在考虑物性变化的基础上,对环境风(不同风速V和风向角α)下一侧全开圆柱形腔体仅底面受到均匀热流加热时的耦合热损失(对流、辐射和导热)特性进行三维数值模拟,得到了腔体内部和腔体开口面的温度和速度分布以及对流热损失平均努塞尔数Nuc、辐射热损失平均努塞尔数Nur随风速V和风向角α的变化曲线。结果表明:当风向角α=90°时,腔体内部和开口面附近的温度分布和速度分布与无风时十分类似,但风向角为其他值时,其分布规律与无风时差异很大;垂直风(α=90°)时,随着V的增大,Nuc缓慢减小而Nur缓慢增加,其他风向时,随着V的增大,Nuc逐渐增大而Nur逐渐减小;风速不变时,存在临界的风向角α使得Nuc最大,同时Nur达到最小值。

环境风下不同开口率圆柱形腔体复合热损失特性实验

建立圆柱形腔体热损失性能测试实验台,固定腔体倾角为45°,采用电加热方式对腔体底面和侧面同时加热,探讨有环境风条件时,不同开口率圆柱形腔体在不同风速、风向角下的复合热损失特性,获得混合对流热损失努塞尔特数Nuc和辐射热损失努塞尔特数Nur的拟合关联式,并分析实验过程中的不确定度。结果表明,在有风条件下,对部分开口的圆柱形腔体,对流热损失和辐射热损失随开口率OR的增大而增加,导热热损失随开口率OR的增大而减少;各项热损失随风向角的变化较受开口率的影响要小;开口率增大时,Nuc和Nur均增加;风速增大时,Nuc增加,而Nur减小。

多层圆柱形腔体制造工艺

为某任务配套的一种综合性遥测分系统为多层圆柱形腔体结构,该产品具有结构紧凑、零件尺寸公差及总装后各零件配合精度高的特点,同时还面临生产加工批量大、生产周期短的难度,通过对腔体的加工方法、热处理方式的研究,采取了合理的工艺方案,圆满完成了生产任务,并为后续生产做好了技术上的储备。

风向角对圆柱形腔体热损失特性影响的实验研究

采用电加热的方法,在恒热流和单独底面加热的情况下,实验研究了在不同风速和腔体倾角下风向角对一侧全开的圆柱形腔体热损失特性的影响。实验结果表明:风向角对混合对流热损失努塞尔数Nu_(c,w)的影响比较复杂,其影响与风速和腔体倾角有关;风向角对辐射热损失努塞尔数Nu_(r,w)的影响较小,Nu_(r,w)随风向角的变化只在一小范围内波动。风向角对导热、辐射和混合对流热损失影响较小;辐射和导热热损失随风向角变化有着相同的变化趋势,且它们近似相等,但均远小于混合对流热损失。

有石英窗口的圆柱形腔体热损失特性实验研究

腔体热损失特性是太阳能热发电领域的研究热点之一。石英窗口能使腔体内部与周围空气分离,改变腔体气流模式和温度分布,减小对流和辐射热损失,因此本文对有石英窗口的圆柱形腔体热损失特性进行实验研究。结果表明:石英窗口显著提高了腔体壁面温度。改变倾角和加热方式对侧壁面温度分布影响较大,底面温度基本保持稳定。腔体开口向上时,Nur、Nuc无明显变化;开口向下时,Nur随倾角变化很小,而Nuc变化较大。改变加热方式会引起Nur和Nuc的明显变化,尤其在单独底面加热且倾角接近90°时,Nuc迅速增加。

关于圆柱形腔体的湿度均匀度校准方法的探索与研究

在计量行业,常规温湿度发生器(或温湿度检定箱)的腔体均为长方体形,其湿度均匀度的校准方法有相应参考依据,而对于腔体为圆柱体形的则无相关依据。作者根据被测对象的实际情况,构思了新的布点方法并通过精密露点仪验证了该方法的正确性。

超宽带弹载共形天线设计

设计了一种超宽带弹载共形天线,工作频段内天线驻波比(VSWR)≤2.5,辐射性能优良。共形天线采用的形式为对数槽线天线。天线由柔性天线面和圆柱形腔体组成,天线中的槽线振子单元增加了移相缝,进行相应相位补偿,解决了宽频段范围内天线方向图开裂的问题。圆柱形腔体内部装填蜂窝式吸波材料,减少了装载弹体对天线性能的影响。该共形天线能够满足系统的使用要求。

平行风风速对腔体复合热损失特性影响的数值模拟

在恒热流边界条件和不同平行风风速下,考虑通过保温层和腔体壁面的导热热损失,采用三维数值模拟方法对一侧全开的圆柱形腔体复合对流和辐射热损失特性进行研究。结果表明:平行风下,腔体内的温度分布和开口面速度分布都与无风时存在很大差异;随着风速的增大,对流热损失平均努塞尔数Nu_c单调递增,而辐射热损失平均努塞尔数Nu_r并不单调递减,且风速越大,变化越不明显;随着腔体倾角的增大,同一风速下Nu_c和Nu_r并不像无风时那样单调变化。