叠片式空气冷却器自然对流换热实验研究

为了扩大叠片式空气冷却器在石油化工行业的应用,探究不同管径、管间距以及风筒高度对叠片式空气冷却器自然对流换热特性的影响,对2个典型结构的叠片式空气冷却器试件进行了自然对流换热实验,对其中一个试件进行了改变换热温差和风筒高度的实验。实验得到了试件的总传热系数和管外空气自然对流换热系数数据,以及管径、管间距、换热温差和风筒高度对管外空气自然对流换热的影响数据。研究结果表明:管径、管间距更小的叠片式换热器的换热特性更好;管外空气自然对流换热系数随着换热温差和风筒高度的增加而增加;综合考虑风筒高度、管间距、管径、试件高度、翅片间隙、换热温差、物性的影响,拟合得到了叠片式空冷器管外空气自然对流换热的计算关联式,可用于叠片式空冷器的自然对流换热设计,也可为其它翅片管空冷器的自然对流换热计算提供参考。

室内空气自然对流换热的数值模拟研究

应用PHOENICS软件对自然对流换热条件下室内空气温度场和速度场进行了数值模拟 ,并对温度场的模拟结果进行了实验验证。结果表明 。

低气压条件下电加热器自然对流换热性能测试

从理论上分析了表面传热系数与气压的关系,实验测试了电加热器在低压与常压下的换热性能,得出以下结论:低压与常压下表面传热系数的比值与气压比值的0.2次幂成正比;电加热器在低压与常压下散热功率基本相等;表面温度随气压的降低而升高。

水平圆管在大空间内自然对流换热的实验与数值分析

通过实验与数值计算相结合的方法,对大空间水平圆管的自然对流换热过程进行研究.实验得出圆管自然对流换热系数随管壁温度的升高而增大,并拟合了实验条件下的自然对流换热实验关联式.以Fluent为平台,对水平圆管在大空间内的自然对流换热进行数值分析.结果表明,自然对流换热强弱取决于圆管壁面与周围流体温差的大小,温差越大,自然对流流动发展越快,最大流速越大,圆管周围空气在温差产生的浮升力驱动下形成不断上升的气流.

微细金属丝在空气中的自然对流换热的实验研究

对直径分别39．9～350．1μm的微细金属丝水平和垂直放置在空气中时的自然对流换热系数进行了实验测量。实验中对细丝采用焦耳加热。并通过标定金属丝电阻与温度的关系,精确测定了金属细丝的表面平均温度。将测得的实验值与经典关联式的预测值进行了比较,实验结果表明:随着细丝直径的减小,实验值与理论计算值的差别越来越大。这可能由于尺度的缩小,使得细丝的边缘效应加强,边界层变薄,从而强化了换热;水平放置的细丝表面的自然对流换热要强于垂直放置的细丝,这是由于竖丝表面受到流体的冲刷作用,边界层厚度大于横丝表面边界层厚度的缘故。

周期性边界条件下多孔介质方腔内自然对流换热数值研究

对充满多孔介质的倾斜方腔,在其上下壁面绝热、右侧壁面维持恒温T0及左侧壁面温度基于T0随时间按正弦规律变化的情况下,采用Brinkman扩展达西模型和SIMPLER算法对方腔内的自然对流与换热进行了非稳态数值模拟,方腔倾角α的范围为0°-90°,Pr数为1,Ra数为106.计算研究不同的振荡频率和方腔倾角对方腔内对流换热的影响.数值模拟结果表明:振荡频率f为60π,方腔倾角为43°时,方腔内的换热最强.

封闭腔内层流自然对流换热过渡层数值研究

对正方形空腔内的层流自然对流换热进行了数值模拟 ,用SIMPLE算法和乘方格式对该问题 (Ra =1× 10 3～ 1× 10 6)进行了详细的数值计算 .根据计算结果 ,在前人工作的基础上总结出封闭腔内层流自然对流换热的变化规律 ,提出了导热占主导地位的层流流动和导热与对流共时作用的层流流动的分界点 ,同时得出了两个区域的平均努塞尔数的计算公式 ,通过比较 ,表明其精度较以前的计算公式要高 .

永磁梯度磁场布置方式对空气自然对流换热的影响

梯度磁场可用于控制非导电弱磁性介质的自然对流换热过程。利用钕-铁-硼永磁系统的不同空间布置,构建了具有不同磁场强度分布的梯度磁场,通过数值模拟得到了不同永磁梯度磁场的磁场强度和磁加速度。对不同梯度磁场作用下的二维封闭腔内的空气自然对流换热过程进行了数值研究,获得了空气自然对流的流场和温度场,以及壁面局部Nusselt数和平均Nusselt数并进行了比较。结果表明:空气自然对流换热可以通过施加具有不同磁加速度的梯度磁场得到强化或控制。

自然对流换热问题基于混合元法的差分格式及其数值模拟

研究自然对流换热问题,通过对于空间变量采用有限元离散而对于时间变量用差分离散,导出一种基于混合有限元法的最低阶的差分格式,这种格式可以同时求出流体的速度、温度和压力的数值解。

微细长竖圆柱外侧的自然对流换热

采用焦耳加热法对直径分别为39.9mm～350.1mm的微细紫铜丝在空气中垂直放置时自然对流换热的Nu)进行了测量,并将实验值与前人所总结的多个准则方程式的计算值相比较,结果表明:所有准则方程式的计算值之间存在一定的差距,此差距随着细丝直径的减小而减小;所有计算值与实验值之间均存在偏差,随着细丝直径的减小偏差增大,最大偏差达到了50%;随着微细长竖圆柱直径的减小,细长圆柱表面换热增强,这可能是由于尺寸的微米化,使得微细长竖圆柱的边缘效应加强,贴壁层变薄,从而使换热得到强化。

封闭方腔自然对流换热的研究

论述和分析了封闭方腔自然对流换热的研究进展,研究了采用商业软件FLUENT对此模拟的方法以及换热规律研究的可行性,所获得的数值模拟结果与研究文献做了对比分析,其模拟结果是正确的,由此表明:采用FLUENT软件通过数值模拟方法不仅能获得封闭腔自然对流换热的结果,还能研究其换热规律,是解决封闭腔自然对流换热的有效工具。

基于ANSYS的管道外自然对流换热系数的确定

管道在进行传质的过程中,需要计算温度梯度引起的热应力,以及管道温度场分布情况,但在管道外壁温度未知的情况下,仅通过自然对流换热经验关联式无法确定空气对流换热系数。基于传热学的理论,采用ANSYS软件进行结构热分析,提出一种精确确定管道外自然对流换热系数的方法。通过案例分析,把计算结果与实验结果相比较,确定了该方法的可行性。

倾斜封闭立方腔内多块孤立平板自然对流换热的实验研究

本文研究了平板的相互位置、腔体倾角及Rα数对倾斜封闭立方腔内多块孤立平板自然对流换热的影响．实验查明：在一定Rα数下存在着一个使每块板换热强度相当的间距；平均换热特性对位置很不敏感；平板的换热强度比相同Rα数下的大空间自然对流更弱，且随倾角增加，Nu数随Rα数增加的增长幅度逐渐减慢．

高Rayleigh数条件下竖圆环夹层内自然对流换热的实验研究

对内壁维持恒热流和外壁向环境冷却的大高宽比竖圆环夹层内自然对流换热进行了实验研究。实验装置高宽比分别为２３５和６６６７，半径比分别为２．０３和３．９２。实验数据整理考虑了热辐射影响以获得对流规律。由于已有工作均未考虑高Ｒａ数区域，首次得到Ｒａ数高达１０￣９的区域内平均Ｎｕ数的换热准则式。在低Ｒａ数区域，亦取得了与前人工作一致的结论。本文结果改进了高Ｒａ数区域换热规律的预测能力。

圆形钢串片散热器的自然对流换热研究及优化

对圆形钢串叶散热器自然对流换热的规律进行了试验研究。通过对试验数据的分析整埋得到肋壁局部换热系数的分布和肋壁平均换热系数与结构尺寸之间的经验公式，并得到自然对流换热的准则方程。用多吕标数学规划的方法得出了钢串片散热器的最佳结构尺寸。

倾斜环形夹层自然对流换热实验研究

通过实验对环形封闭空间自然对流换热问题进行了研究．由实验结果的分析指出：在本实验范围内，当Ｒ＊ａ相同时，直径比Ｋ越大，Ｎｕ越小；而角度对Ｎｕ数则几乎没有影响．同时拟合出各角度下统一近似准则方程式．首次提出环形夹层自然对流换热量最小的最佳间距，可作为工程设计的理论依据．

小尺寸物体自然对流换热的数值模拟

本文将三维附面层方程抛物型化，对不同尺寸的等温小加热块自然对流换热进行了数值模拟，并用来研究微电子集成电路芯片的冷却问题．

热源位置对室内自然对流换热影响的数值分析

利用热和流体流动控制方程,以室内局部加热(集中热源)的自然对流换热现象为研究对象,分析讨论了不同瑞利数Ra(Ra=103～106)、不同热源位置时的室内流体流线、等温线分布特征以及平均努赛尔数Nu的变化.分析结果表明:针对某一固定热源位置情况,随着Ra的增大,室内的热传输形式由热传导逐渐变为对流换热,等温线和流线形状随着Ra的增大发生变化,流线逐渐变得"紊乱";Nu与Ra呈幂数关系,拟合后其线性相关性可达93%.

方腔内液态金属钠自然对流换热特性数值分析

对方腔内液态金属钠层流自然对流换热过程进行了数值模拟,着重分析了不同热边界条件下瑞利数对方腔自然对流换热过程的影响,得到了腔体局部换热系数分布特点及规律。结果表明,当瑞利数较大时,如大于103,瑞利数对方腔内液态金属钠自然对流换热过程的影响非常显著。随着瑞利数逐渐减小,无论是腔体侧边换热系数,还是腔体底边换热系数,均与纯导热情况下计算结果间的偏差逐渐减小,表明腔内换热机理逐渐以导热过程为主。

原始变量时间推进法计算封闭腔内自然对流换热

发展了一种原始变量时间推进数值方法,对求解域采用非等距交错网格剖分,对方程组各项的离散,是利用泰勒级数于网格点展开取二阶精度进行,对压力及压力修正的求解,则是采用SIMPLE方法进行。将该数值方法应用于封闭方腔层流自然对流换热的计算,对不同瑞利数(Ra)条件下的数值试验显示,该数值方法物理概念清晰,计算稳定,计算结果精度高。