平行平板通道内置螺旋线圈流动传热特性

通过实验与三维数值模拟相结合的方法,对内置螺旋线圈平行平板通道的流动及传热特性进行了研究,发现相对于无扰流填充物的平板通道,螺旋线圈的应用能够显著地强化传热,相同Re数下Nu数增幅为29%~141%,相应地阻力系数增幅为26%~175%。数值模拟的结果显示,流体受螺旋线圈的诱导可产生多纵向涡流动,增强了速度在垂直于壁面方向的分量,同时导致温度场发生明显改变,使得速度场与温度梯度场的协同性能得到提升,从而强化了传热。在700〈Re〈7 500的范围内,通过对流动换热综合性能参数的比较发现,在Re数较小时,强化传热后换热效果的提升要大于流动阻力的增加,而在Re数较高时则相反。

超高速平板通道毛细管电泳

超高速平板通道毛细管电泳是９０年代发展的一种秒级分离的新颖技术。应用现代微电子光刻技术将化学反应、进样、分离和检测等组合在数厘米玻片上。实现分离分析的小型化、集成化、一体化和自动化。本文综合评述微电子光刻蚀机械技术制作平板通道毛细管，平板通道毛细管电泳的进样、电泳分离、检测及应用研究的进展，并展望了其发展前景。

纳米颗粒球形度对平板通道中Al_(2)O_(3)-水纳米流体强制对流换热的影响

数值研究了水中添加立方体形、球形或柱状Al_(2)O_(3)纳米颗粒的纳米流体在平板通道中的层流强制对流换热,分析了纳米颗粒球形度、纳米颗粒体积分数和雷诺数对平板通道中Al_(2)O_(3)-水纳米流体强制对流换热的影响.结果表明:当纳米颗粒体积分数和雷诺数一定时,随着纳米颗粒球形度减小,通道壁面平均努赛尔数增大,对流换热增强;当纳米颗粒球形度一定时,随着纳米颗粒体积分数和雷诺数的增大,通道壁面平均努赛尔数增大,对流换热增强.

具有移动边界平行平板通道内的层流对流换热

采用贴体坐标系来处理复杂边界 ,在同位网格中利用SIMPLE算法实现速度场与压力场的耦合 ,求解了平行平板通道一侧带有移动边界的层流对流换热问题 .计算结果表明 :换热量发生极值的时刻并不与移动边界移动到极值位置的时刻相对应 ,而是有一定的相位差 ;表征运动周期的Sr及运动边界的振幅对通道的换热量具有显著影响 ,但在相同的时段内 ,Sr对于壁面总换热量的影响较小 ,运动边界的振幅对壁面总换热量的影响显著 .另外 ,由于边界的移动 ,上。

平板通道毛细管电泳

平板通道毛细管电泳又称微芯片毛细管电泳 ,是一门新兴的分析技术 ,具有小型化、自动化、快速、高效等优点。本文简要介绍了平板制作、进样、电泳分离、检测及其在生物方面的应用等。

非稳态条件下平板通道内层流速度分布研究

针对平板通道内非稳定条件下层流的速度分布特点及阻力特性进行了理论和实验研究。基于非稳态条件下平板通道内的数学模型,分析了初始速度分布、压力梯度变化率、加(减)速时间对瞬时速度分布的影响。结果表明:非稳态层流的速度分布特点与通道尺寸、流体性质、压力梯度变化率和加速时间有关;相同截面平均流速条件下,加速情况下的中心流体速度小于稳态的,且加速流动使沿程流动损失增加,减速流动则恰好相反,实验验证结果与理论分析结果符合良好。

内肋平板通道强化层流对流传热的场协同分析

为了研究含有内肋的平板通道的强化传热性能,文中建立了3种不同形状的内肋几何模型,采用CFD技术对以水为流体的平板通道内的强化传热性能进行了数值模拟,获得3种模型在层流并且定雷诺数条件下的速度场、压力场及温度场,基于场协同原理对其速度与温度梯度的协同效果和速度与压降梯度的协同效果进行分析和比较。通过分析综合传热性能增强因子获得强化换热情况最佳的内肋平板通道模型,为平板通道工程应用中的节能优化设计提供参考依据。

基于Chebyshev配置点谱方法的多孔介质平板通道内的流体流动数值模拟

本文基于Chebyshev配置点谱方法,利用数值模拟研究了多孔介质平板通道内的流体流动问题。针对动量方程的离散,空间上采用Chebyshev配置点谱方法,时间上采用准隐式格式离散,结合改进的投影算法(IPS)将速度和压力的计算解耦为一系列椭圆方程(泊松方程或亥姆霍兹方程),转换椭圆方程为矩阵方程形式后利用二步求解法求解矩阵方程。通过MATLAB编程实现对多孔介质平板通道内的流体流动问题的数值模拟并验证了程序的准确性。在此基础上,讨论了达西数(Da),雷诺数(Re)以及孔隙率(ε)对多孔介质平板通道内流体的速度分布、边界层厚度及入口长度的影响。

带涡产生器的平板通道中空气换热特性研究

以空气为介质,利用数值计算方法,模拟了Re在900至2100范围内带涡产生器的平板通道中空气换热特性。数值模拟结果表明平行平板通道中涡产生器产生的涡形成了干涉,涡通量可作为衡量换热强弱的一个量,并且涡通量、Nu数和阻力系数均随交错系数的减小而增大。

双弥散多孔介质平板通道内纳米流体流动特征

基于双速度Brinkman-Darcy扩展动量模型,分析Cu/H2O纳米流体在双弥散多孔介质平板通道内的流动特征.采用正常模式降阶法推得双弥散多孔介质裂纹相(f相)和多孔相(p相)的速度分布解析解.参数分析表明,两相中纳米流体的速度随着固体颗粒体积分数的增加而降低;动量传递系数增加,两相速度呈相反趋势变化,且速度差变小;达西(Darcy)数增大,两相速度增大且速度差变大;当仅p相Darcy数增大时,导致双弥散效应增强,两相速度亦同时增大,但两相速度差变小;随着纳米流体体积分数增加,流动阻力增大.

内置弹簧线圈平板通道流动传热实验研究

提出了在平行平板通道中等间隔布置轴线垂直于流动方向的弹簧线圈以强化传热的方法,并对其换热和流动阻力特性进行了实验研究。实验分别对水-水换热和水-油换热进行了测试,得到了所测参数范围内水侧和油侧的换热及阻力关联式。通过与典型人字形板式换热器实验结果的对比,分析了弹簧线圈对不同黏性流体流动换热的影响,得出平板间填充弹簧线圈的结构更适用于高黏性流体的流动换热。

平板微通道流动传热的粗糙元间距效应

微细尺度传热问题业已成为国际传热界的研究点,而壁面粗糙度对微细通道流动和传热特性有着重要影响。以粗糙平行平板微通道为研究对象,用三角形粗糙元模拟固体表面的粗糙度,通过采用CFD(computational fluid dynamics)流体固体共轭传热技术数值研究了粗糙元间距对平行平板微通道流动和传热特性的影响规律,同时研究了其间距对微通道流动的转捩雷诺数的影响规律;计算结果表明:随着三角形粗糙元间距的增大,粗糙平板微通道的阻力性能逐渐下降,层流向湍流转捩的雷诺数呈逐渐增大趋势,同时粗糙平板微通道的传热性能呈逐渐下降趋势。

双分散多孔介质平板微通道中的气体滑流分析

基于双速度Brinkman-extended Darcy动量模型,分析了气体在双分散多孔介质(BDPM)平板微通道内的强迫对流及其稀薄效应对流动阻力的影响.当孔隙流体在双分散多孔介质内作高速流动时,f相和p相流场相互耦合,且本质上受四阶微分方程控制.采用正常模式降阶法导得原控制方程的二阶解耦形式及其速度分布解析解.计算结果表明,随着稀薄效应的增强,滑移速度增大而流动阻力减小.

基板导热性能对平板微通道反应器中煤层气自热重整制氢的影响

联合使用可计算表面反应的化学反应动力学软件CHEMKIN4.0和CFD软件,对平板微通道反应器中Rh催化剂涂层上,煤层气自热重整制合成气过程进行数值分析计算,且从基板导热系数和基板厚度两个方向分析基板的导热性能对煤层气自热重整制氢性能及温度场分布的影响。计算结果表明:良好的基板导热性能可在保持甲烷转化率和产氢率基本不变的条件下,显著降低平板微通道中的"热点"温度,得到较为均匀的温度场分布,实现良好的热量管理。

新型微通道平板热管蓄冰性能

将微通道平板热管应用于蓄冰技术,设计了一种新型热管蓄冰装置,介绍了该装置的结构和工作原理,搭建了热管蓄冰实验台。对微通道平板热管作为蓄冰装置核心传热元件的适用性进行了实验验证,并对采用R141b和丙酮两种不同沸点工质热管的蓄冰装置在蓄冰过程中的温度分布、蓄冷功率、蓄冷量和蓄冷能量密度等特性进行了对比分析。实验结果表明,微通道平板热管蓄冰装置具有良好的蓄冷性能,相同时间内,R141b和丙酮热管的平均蓄冷功率分别为0.14 kW和0.187 kW,单位质量蓄冷量分别为139.22 kJ·kg^?1和184.33 kJ·kg^?1;丙酮比R141b热管具有更好的均温性能和传热能力,蓄冰性能更好;丙酮和R141b热管结构蓄冰装置的蓄冷能量密度分别为22.54 J·K^?1?kg^?2和17.61 J·K^?1?kg^?2,性能优于圆形热管蓄冰装置。

微通道平板集热器太阳能热水系统模拟分析

以丽江市某农村居住建筑为研究对象,设计了一种微通道平板集热器太阳能热水系统,并使用TRNSYS仿真软件建立了该系统仿真模型,采用控制变量法模拟分析了不同集热器设计参数对集热器出口温度及集热效率的影响。结果表明:集热器面积分别为2m^(2)、3m^(2)、4m^(2)时,集热器最大出口温度分别为58.2℃、77.6℃、95.7℃,最大集热效率分别为67.6%、63.5%、59.4%;集热器进口温度分别为15℃、20℃、25℃时,集热器最大出口温度分别为58.2℃、62.4℃、66.5℃,最大集热效率分别为65.6%、64.4%、63.1%;集热器进口流量分别为20kg/h、25kg/h、30kg/h时,集热器最大出口温度分别为58.2℃、50℃、44.5℃,最大集热效率分别为65.6%、66.6%、67.2%;集热器倾角分别为30°、45°、60°时,集热器最高出口温度分别58.8℃、61.4℃、54.0℃,最大集热效率分别为66.9%、70.7%、59.6%。

基于微通道平板热管的新型光伏光热墙体/热泵系统-性能实验研究

本文提出一种基于微通道平板热管的新型光伏光热墙体/热泵(MFHP-WIPV/T-HP)系统,该系统将太阳能光伏光热建筑一体化系统进行拓展,与太阳能热泵技术和微通道平板热管相结合,用以减少冬季供暖、供热水能耗。在广州冬季典型阴天、晴天气候条件下对该系统进行测试研究,分析不同环境参数对系统的光电转化效率、平均集热效率和制热效率的影响规律。研究结果表明:在阴天气候条件下,系统平均集热效率达40.36%,光电转化效率达8.98%,制热效率达15.96%;而在晴天气候条件下,系统平均集热效率达46.69%,光电转化效率达10.08%,制热效率达16.04%;水箱水温温升阴天下可达14.1℃,晴天下可达25.2℃,能有效满足室内供热和生活热水需求。

微通道尺寸对甲烷蒸汽重整性能的影响

联合使用可计算表面反应的化学反应动力学软件CHEMKIN4.0和CFD软件,对平板微反应器中Ni催化剂涂层上的甲烷蒸汽重整制合成气进行了数值计算,并结合表面活性组分的分布分析了微通道长度、高度对蒸汽重整性能的影响。计算结果表明:甲烷蒸汽重整受CO(S)的解吸速率控制;反应通道高度减小,从而减少反应物和产物在通道中扩散所需要的时间并增大反应控制组分CO(S)的表面覆盖率,使得甲烷的转化率和产物中的氢含量提高;反应通道长度增大,反应物与催化剂的接触时间延长,甲烷的转化率和氢含量提高。这对进行微通道甲烷蒸汽重整的实验研究以及平板微通道反应器的设计和优化提供了理论依据。

平板微反应器内甲烷催化部分氧化重整数值分析

联合使用可以计算表面反应的化学反应动力学软件CHEMK IN4.0和计算流体力学软件CFD,对平板微反应器中Rh催化剂涂层上甲烷部分氧化重整制合成气进行了数值分析,并探讨了反应通道高度和长度对反应性能的影响。结果表明:在较短的接触时间内,能够得到较高的甲烷转化率和稳定的合成气组分,氢气与一氧化碳的摩尔比在1.5—2.0;在绝热边界条件下,反应通道高度增大,甲烷的转化率、出口氢摩尔分数以及氢选择性降低,出口温度升高;反应通道长度增大,甲烷的转化率、出口氢摩尔分数以及氢选择性提高,出口温度降低。