涡轮叶片内“冲击-气膜出流”局部换热特性数值模拟

用RSM模型对有、无冲击气膜出流冷气侧气膜孔局部换热特性进行了数值研究。取气膜孔前后3倍气膜孔径范围为研究对象。在无冲击射流时,通过改变来流雷诺数、气膜出流与横流密流比,对气膜孔的“溢流效应”进行了研究。研究发现,气膜孔局部的换热均随两者的增加而增强。将实验结果和计算结果进行了比较,趋势吻合。在有冲击射流时,着重研究了流动和几何参数对气膜孔局部换热特性的影响,分析了“冲击-气膜出流”局部换热特性规律。

叶片弦中区内部气膜孔局部换热特性实验

对叶片弦中区内部有、无冲击射流的气膜出流冷却方式中,冷气侧气膜孔局部换热特性进行了实验研究。无冲击射流时,主要研究了来流雷诺数、气膜出流与横流密流比的变化对气膜孔局部换热特性的影响;研究发现,气膜孔局部的换热均随两者的增加而强化,且孔后的换热要好于孔前的换热,越靠近孔的地方换热越强,并对倾角为30°和90°时气膜孔的“溢流效应”进行了比较。有冲击射流时,改变冲击雷诺数、横流射流密流比等流动参数,通过对数据整理得出了这些参数对其局部换热特性的影响规律。

循环流化床颗粒团更新模型与局部换热系数

从循环流化床换热机理的研究出发，提出了一种能够综合描述换热特性并求解床壁间局部换热系数的模型．基于简化的颗粒团更新概念，沿床高分段求出各个位置颗粒团的平均滞留时间，对应于各处局部换热系数．

横掠滴形管的局部换热

利用热质比拟原理及茶升华技术,对空气横掠滴形管的局部换热系数进行了测量。实验结果表明:在实验的Reynolds数范围内,滴形管迎流面上的局部换热系数分布与圆管前半部(分离点以前)相似;但在分离点之后,两者的局部换热系数分布差异很大;而且滴形管的局部换热系数分布与Reynolds数密切相关。

焦炭局部换热系数与导热反问题的研究

在固定床干熄炉传热模拟装置中,利用导热反问题原理得到了焦炭床层的局部换热系数。结果表明,局部换热系数和平均换热系数的变化规律相似,增加冷却气体流量有利于提高换热系数,换热系数随焦炭粒度小而增加。

稀疏气膜冷气侧局部换热特性实验

涡轮叶片弦中区的冷却为冲击带初始横流和气膜孔溢流的复杂流动换热,通过实验的方法,研究了涡轮叶片弦中区沿流向局部换热特性和靶板平均换热特性随冲击雷诺数、横流射流密流比、气膜出流与横流密流比以及冲击腔高度与冲击孔直径之比的变化规律,并通过气膜出流与横流密流比对局部换热效果、区域平均换热效果以及靶板整体平均换热效果的影响规律揭示气膜的介入对冷气侧换热带来的影响。

顺排滴形管束局部换热规律的实验研究

采用萘升华比拟技术详细研究了顺排滴形管束局部强制对流换热特性。结果表明 :滴形管束局部换热规律在前端大圆部分与圆管管束相似 ,但在脱体点以后差别较大 ;局部换热系数随滴形管横向间距的增大和纵向间距的减小而增强 ,在层流边界层脱体以后 ,均出现了换热系数的急剧回升 ,且换热峰值均超过了撞击点处的值 ;随着Re数的增大 ,脱体点的位置向撞击点方向移动 ,脱体点之后的换热系数峰值增大 ,局部换热增强。

水平管内蒸汽冷凝局部换热特性实验研究

以水蒸气为工质,实验研究了水平管内纯蒸汽冷凝的局部换热特性。实验选取换热管内径为25mm、换热管进口压力为0.15~0.4MPa、局部蒸汽的Re=5 756~92 289,分析了蒸汽压力及流速、壁面过冷度对冷凝传热系数的影响,并将采用现有关系式计算的冷凝传热系数与实验结果进行了对比。结果表明：冷凝传热系数随壁面过冷度的增大而减小,随压力的升高和流速的增大而增大;采用现有关系式计算的冷凝传热系数与实验值的偏差较大,关系式有待进一步改进;在实验范围内,由拟合换热关系式计算所得冷凝传热系数与实验结果的相对偏差在15%左右。

水平管内纯饱和蒸汽强制对流冷凝局部换热特性

通过对水平管内饱和纯蒸汽强制对流冷凝换热的实验研究,分析在管内两相流型为环状流-半环状与波状流时,质量含汽率、蒸汽入口流速和压力对蒸汽冷凝换热的影响,并得到了同时适用于这两种流型的计算局部冷凝传热系数的经验关联式。结果表明:局部冷凝传热系数在环状流-半环状流及波状流下均随质量含汽率和压力的降低而减小;在环状流-半环状流下,随蒸汽入口流速的升高而增大,在波状流下,随蒸汽入口流速的增大而减小;实验拟合所得到的换热经验关联式与实验结果符合良好,偏差在±20%以内。

高速蒸汽与过冷水直接接触凝结局部换热特性研究

针对气液两相流喷射器内高速蒸汽与过冷水直接接触凝结过程,设计并搭建了使用矩形截面喷嘴及混合腔的可视化实验台,在蒸汽质量流率为200~600kg·m^(-2)·s^(-1)、入口过冷水质量流率为4~18t·m^(-2)·s^(-1)、入口过冷水温度为20~50℃的实验条件下,使用图像处理技术分析可视化图像,研究了气液界面的波动特性,建立了局部凝结换热系数的计算方法,并对界面波动与局部凝结换热系数的关系进行了研究。研究结果表明:实验中观察到的界面波是界面不稳定性的一种表现形式;界面波在传播过程中振幅逐渐增加,强度增大,平均振幅在0.12~0.38mm之间;局部凝结换热系数沿流动方向逐渐增大,其值在1.8~5.9 MW·m^(-2)·℃^(-1)之间;界面波振幅与局部凝结换热系数对比的结果表明,界面的波动对汽水直接接触凝结的换热过程具有强化作用。

横掠滴形管的局部及平均换热

对空气横掠滴形管的局部及平均换热系数进行了测量．实验结果表明，滴形管管外局部换热系数的分布规律与圆管差别较大；其平均换热系数比圆管有显著提高．

局部对流换热对输电线路高频激励融冰的影响

在覆冰导线高频激励融冰温度场的分析与计算中,局部对流换热对温度场及高频激励融冰模型有很大影响。对此,文中分析了高频融冰过程中的热量损失和对流换热的影响因素,通过Ansys有限元软件对高频激励融冰模型的电磁场和热分析与计算,揭示了局部对流换热对高频融冰模型温度场及其迎风侧和背风侧的影响,表明了局部对流换热使导线背风侧覆冰先融化脱落,迎风侧覆冰后融化脱落。覆冰导线外表面的温度随对流换热的系数增大而下降,下降速度随对流换热系数增大而减缓。该研究成果有利于进一步改进和优化高频激励融冰计算模型。

竖直矩形窄通道内水流动沸腾换热特性的研究

建立单面加热垂直矩形窄通道流动沸腾换热试验装置,针对截面250mm×3.5mm的窄缝通道,对水流动沸腾换热特性进行试验研究。通过试验分析可知:(1)随着干度的增加,局部换热系数先增加后减小,有一个最大值,此时处于饱和核沸腾区域,其蒸汽干度也接近于0,同时也接近于沸腾起始点。相应地流体从单相流-泡状-块状流-搅拌-环状流转变。(2)在流动沸腾换热中,热流密度对核态沸腾换热有明显影响,而对流动沸腾液膜蒸发的影响甚小,所以可以认为由热流密度的变化而引起的换热变化,主要表现在核态沸腾。(3)入口温度的变化对单相流动的换热系数有影响,而沸腾换热系数与流型及汽泡的产生及扰动有极大关系,入口温度对流动沸腾局部换热系数基本没有影响。

环形窄通道内流动沸腾换热及两相流型研究

实验研究了垂直向上窄缝环形管内流动沸腾换热特性和流型变化 ,窄缝宽度为 1～ 2 .5mm .实验结果表明 ,窄缝内沸腾传热有明显强化 ,并出现了区别于常规尺寸管内的两相流型和局部换热特性 .

气膜出流冷气侧气膜孔附近壁面换热特性

为对纯气膜出流冷气侧气膜孔局部换热特性进行实验研究。取气膜孔前后3倍气膜孔径范围为研究对象。通过改变来流雷诺数、气膜出流与来流流密比以及通道高度与气膜孔径比(小于1范围内),对气膜孔的“溢流效应”进行了研究。研究发现,气膜孔局部的换热均随来流雷诺数、气膜出流与来流流密比的增加而强化,随通道高度与气膜孔径比的增大而降低;孔后的换热要好于孔前的换热,各种通道高度与气膜孔径比下,孔后1倍孔径区域努塞尔数普遍比孔前提高大约20%以上;在气膜孔前后越靠近孔的地方换热越强。

纯质制冷剂管内冷凝换热的计算方法

在分析比较了一系列的纯质制冷剂在竖管及水平管内的局部凝结换热系数计算方法的基础上 ,筛选出了与实验吻合较好的计算公式 ,并且采用分段计算的方法使其计算值与实验值更为一致。

椭圆管内对流换热与流动阻力特性研究

通过CFD技术,分别对5种长短轴之比的椭圆管管内湍流和层流状态时的换热与流动进行数值研究,分析了流体流动状态和椭圆管长短轴之比对换热系数与流动阻力的影响,并根据数值计算结果拟合出湍流区椭圆管管内换热系数的准则关系式,最后绘制每种类型椭圆管的局部换热系数曲线。研究结果表明:数值计算结果与实验值吻合良好;采用当量直径的方法计算椭圆管内换热系数误差较大;随着雷诺数的增加,每种类型的椭圆管管内阻力系数逐渐减小;而在相同的雷诺数下,随着长短轴之比K的增大,管内阻力系数逐渐增加;每种类型的椭圆管具有类似的局部换热特性,即长半轴两端点处局部换热系数最低,而短半轴两端点处具有最大局部换热系数。

流动冲击角对流体绕流管束换热的影响

运用计算流体动力学软件FLUENT,对流动冲击角分别为45°、60°、75°和90°,流体绕流6排87根错排管束下的换热进行三维数值模拟.管束的纵向和横向管间距分别为9.5 mm和11 mm.考查管束的平均换热努赛尔数和模型进出口压降,并与茹卡乌斯卡斯的实验关联式进行对比.当雷诺数为5 000~20 000时,给出4种流动冲击角下管束换热努赛尔数的拟合公式,并对管周向局部换热特点进行细观分析.结果表明：湍流边界层在周向夹角为大约105°时从管壁面分离,此时换热最差;流动冲击角越大,管束的平均换热努赛尔数和模型进出口压降越大;流动冲击角为45°时综合换热性能较好.

混合制冷剂蒸气冷凝换热计算

对混合工质凝结换热系数常用的三种计算方法作了分析比较 ,同时利用收集到的混合工质局部凝结换热系数的实验数据 ,对文献中给出的计算式以及用Bell-Ghaly法计算的准确度作了对比 ,得出了在工程实际应用中采用Bell-Ghaly法时 。

局部质(热)交换系数的全自动测量系统

常规的对流换热实验中,一般较难测得局部换热系数的数据,而在恒壁温条件下,局部换热系数就更难测定。因此,近来人们采用质/热比拟技术,通过研究传质过程的规律来得到换热过程的规律,这种技术的优点除实验设备简单,精度高外。