基于Fluent的波节管内流体流动与传热特性研究

为了深入研究影响波节管传热效果的主要因素,应用CFD软件Fluent对波节管内流体的流动和传热特性进行数值模拟,分别研究了不同入口流速v(0.3,0.5,0.7和0.9 m/s)、波峰直径D1(28,30,32,34和36 mm)、弧形段长S1(34,23,17,13和10 mm)下波节管内流体的流动与传热特性。结果表明,不同型号波节管的努塞尔数(Nu)、流体压力损失以及综合性能随着入口流速的增加而增加;随着波峰直径D1(弧形段长S1)的增大,波节管的Nu先增大后减小,最后趋于一个相对稳定的值。当波节管的波峰直径D1=34 mm时,波节管的传热性能最好,流体压力损失最大,综合性能最好;弧形段长S1=23 mm时,波节管的换热性能最佳,流体压力损失最大,综合性能最好。通过参数正交分析可知,影响波节管传热效果的因素由强到弱依次为入口流速v、波峰直径D1、弧形段长S1。研究成果可为工程实际中提高波节管传热性能提供理论指导。

降低固-固界面热阻方法研究进展

降低固-固界面热阻法是一种高效且应用广泛的减小器件传热阻力的方法。根据固-固界面状态增加界面的有效接触,可强化界面热传导。首先,概述了固-固界面热阻的产生机理;其次,梳理了界面状态(平面接触和沟槽接触)、粗糙度、界面压力、热界面材料等固-固界面热阻影响因素的作用机制;第三,介绍了降低固-固界面热阻方法的最新进展;最后,分析了降低固-固界面热阻研究存在的问题,并对其研究前景进行了展望,提出未来应从界面结构、压力/平面度、固-固接触材料本身的物性参数、超薄黏合层热界面材料等单独或共同作用的方向上深化降低界面热阻的研究,为其在强化电子散热领域的应用提供理论和实验支持。

溶氧水在Fe(001)表面吸附的第一性原理研究

为了研究溶解氧含量对Fe基换热表面腐蚀行为的影响机理,根据第一性原理,对O2单分子、H2O单分子和溶氧水体系在Fe基换热表面的吸附进行了研究,采用GGA/PBE,近似计算吸附过程中的吸附能量、态密度及布居数变化。计算结果表明:含氧水溶液中溶液与Fe基表面存在表面吸附,水分子趋向于顶位吸附,氧分子趋向于Griffiths吸附;H2O分子在Fe(001)表面吸附而相互作用时,引起了界面双电层电荷分布的变化,使Fe原子失去电子带正电,导致表面电位发生变化;O2分子在Fe(001)晶面吸附时,促使Fe(001)表面原子失去电子,表面电位增加,O2分子与表面Fe原子易于发生电子转移,其中O原子的2p轨道对于O2分子在Fe(001)晶面的吸附起主要作用;随着溶氧水体系中O2分子所占比例的增大,吸附能的绝对值也随之增加,Fe基换热表面相互作用更强。研究探明了不同溶氧量对Fe基换热表面腐蚀的影响规律,为实验研究金属基体腐蚀机理提供了理论参考。